全 文 ：武汉植物学研究 , 一
对叶绿体光还原活性的影响
及与钙调素的关系
’
宋松泉 傅家瑞
中山大学生命科学学院 广州
提 要 外加 , 能有效地提高杂交水稻汕优 离体叶绿体的光还原活性 , 专一性赘
合 剂乙二醇双 乙胺醚四 乙酸 抑制其活性
。
钙调素 抑制剂三氟拉嗦 、
通道阻断剂 , 以及 , 抑制离体叶绿体的光还原活性 , 外加 可以部分地减少
、 。 , 和 的抑制作用 。 叶绿体的光还原活性与 , 和 密切相关 。
关键词 , 离体叶绿体 , 光还原活性 , , 杂交水稻
高等植物和蓝藻中 , 十 被认为是光合放氧的一种必需辅助因子 〔。 。 光系统 兀
颗粒的放氧活性被 洗涤或低 处理丧失 〔,
· ’〕 , 而丧失的放氧活性能被外加 灰
复 〔
’
,
。 中存在着 , 结合蛋 白 , 对钙调素 类型的抑制剂敏感‘ 〕。 王芳宇等 〔 〕
也证实了 存在于 中 , 认为 , 对 电子传递的抑制很可能是通过 实
现的 。 本文以杂交水稻汕优 离体叶绿体为材料 , 研究了 十 对其光还原活性的影响 。
材料与方法
供试杂交水稻品种汕优 。 由广州市农科所提供
。 种
子经氯化汞消毒后 , 恒温催芽 , 然后播种于网室塑料桶中 。 每桶 细土 , 尿素 ,
过磷酸钙和 硫酸钾 。 自然光照和温度 , 管理同常规 。 待水稻幼苗长至 一 叶时 ,
取第 叶作实验材料 。
叶绿体的制备按照 和 〔 〕的方法 。 叶绿体光还原活性的测定参照郝酒
斌 〔 , 的方法修改 。 反应液 由 一 、
、 、 , 一二氯酚靛酚 、 叶绿体悬
浮液 、 水 所组成 , 总体积为 。 叶绿体光还原活性以 拼 · 一 ’
· 一 ‘表示 。 、 公 司试剂 , , 、 十 和 国产试齐小
等试剂对叶绿体的作用均在暗中处理 , 然后测定 的光还原活性 。 叶绿
收稿 日 一 一 , 修回 日 一 一
。
第一作者 男 , 岁 , 副教授 博士 。
‘ 国家 自然科学基金和 广东省科委青年科学基金资助项 目 。
武 汉 植 物 学 研 究 第 卷
素含量的测定按照 。〕的方法 。
实验结果
扩十对叶绿体光还原活性的影响
一 能提 高 叶绿 体 的 】 二 光还 原 活 性 , 较 适 的 浓 度 为
图 。 , 十处理的叶绿体的光还原活性为未作任何处理的叶绿
体 对照 , 下同 的 。 当 浓度超过 时 , 促进作用有所下降 , 但仍比对
照稍高 图 。
对叶绿体光还原活性的影响
能有效地降低叶绿体的光还原活性 , 在 一 的范围内 , 随着
浓度的增加 , 光还原活性下降 处理的叶绿体 , 其光还原活性比对照下
降了 图 。
对叶绿体光还原活性的影响
图 表明 , 强烈地抑制叶绿体的光还原活性 , 当 的浓度分别为 和
时 , 叶绿体的光还原活性被抑制了 和 和
能部分拮抗 的抑制作用 , 增加叶绿体的光还原活性 , 其中 的作用大
于 但是 , 当 的浓度为 时 , 和 的拮抗
作用几乎为零 。
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图 十和 下 对叶绿体光还原活性的影响 图 对叶绿体光还原活性的影响
作 ,
和 对叶绿体光还原活性的影响
在 一 浓度范围内 , 随着 , 浓度的增加 , 叶绿体的光还原活性下降
图 。 和 能部分地拮抗 肋 的抑制作用 , 其中 的作
用大于 当 十 的浓度为 时 , 叶绿体的光还原活性为 印
· 一 ‘ · 一 ‘ 在加 的 同时再分别加 入 和 的
第 期 宋松泉等 对叮绿体光还原活性的影响及与钙调素的关系
, 叶绿体的光还原活性则分别为 和 年 · 一 ’ · 一 ’ 图 。
图 表明 , 对叶绿体的光还原活性有抑制作用 , , 的抑制作用达
, 十 能部分解除 “‘ 的抑制作用 , 与王芳宇等 〔 〕的结果相似 。
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一“对叶绿体光还原活性的影响
十
图 十 对叶绿体光还原活性的影响
讨论
是 制备物放氧活性必需的川 , 。 十 可以取代 、 多肤 , 而使经
洗涤的两种 颗粒大大恢复放氧活性 〔 〕。 而 、 多肤只起保
护 结合位点的屏障作用 , 直接影响放氧活性的是 〔们 。 在光照下 , 叶绿体的放氧活
性和 的光还原活性是同时进行的 。 , 提高叶绿体 光还原活
性 , 说明 是影响 光还原的重要因子 。 的浓度超过 时 , 光还原活
性促进作用下降的原因可能是 “ 浓度较高会同磷酸反应形成沉淀 , 而扰乱以磷酸为基
础的能量代谢 〔‘ 〕。
是 的专一性赘合剂 , 处理降低叶绿体光还原活性是由于叶绿体中
活性 含量下降引起的 。 。 , 十是一种 通道阻断剂 〔, , , 类似于 抑制 颗粒
的放氧活性 〔, ” , 抑制叶绿体 的光还原 , 但作用机制还不清楚 , 可能是 。“十 与 , 竞
争结合位点 。 因为在 存在时 , 添加 , 能相应地提高叶绿体的光还原活性 图 。
是 抑制剂 〔‘ 〕 , 显著降低叶绿体的光还原活性 图 。 和
能部分拮抗 一 的作用 但 当 的浓度为 时 ,
十 的拮抗作用几乎为零 , 说明 十 促进叶绿体光还原活性是通过 起作用的
。
, 十
抑制叶绿体光还原活性与 有关 〔 ” , 可能是 , 与 “ 竞争 上的结合位点 , 所
以在加 , ‘ 的同时加 , 能部分提高叶绿体的光还原活性 图 。 和
〔 提出在 中存在着 类型的结合位点 , 对 类型的抑制剂敏感 〔幻 。
目前 , 人们认为在 膜中 , 每个 含有 个高亲和性和 个低亲和性的
武 汉 植 物 学 研 究 第 卷
结合位点 含有 个结合态 ‘ , 且非常靠近锰复合物 〔, 〕 , 提高叶绿体 光
还原活性的作用可能是 十 促进 簇的电子向原初氧化剂 才 中 , 多肤的酪氨
酸残基 传递 。 已经证明 的作用位于 的 状态后 , 接近原初氧化剂 户, 且促
进 广的还原 〔’ 。 对 光还原活性的作用可能是影响 簇的 状态 〔“ 〕。 但叶
绿体中 结合蛋 白的种类和性质 , 以及 , 和 结合蛋 白相互作用与光还原活性的关
系还不清楚 , 值得进一步研究 。
参 考 文 献
。 丙〕巧 , ,
李功藩 , 吴亚君 , 刘冬等 光系统 颗粒的多肤组成分析和重组后的放氧活性
,
植物生理学报 , ,
,
、 。 叻勺、 , ,
袁生 李功藩 光系统 放氧复合物中钙结合状态的研究 植物学报 , , 一
, 飞
,
·
恤 ,
, 一
, ,
· ‘ ‘ · , , ,‘ 今” 勺 , , 肠
, , 一
王芳宇 , 敬兰花 , 杨成德 “十 对植物光系统 的影响及与钙调素的关系 西北植物学报 , ,
, 飞 , , 勺
,
,
郝遒斌 叶绿体的希尔反应测定 见 张 志 良 , 昊光耀主编 植物生物化学技术和方法
,
北京 农业 出版社 ,
、 , , , , 丙〕巧 , ,
一
, , , , 勺 , ,
八 , ,
,
, ,忿 , 勺 , ,
龚明 , 李英 , 曹宗翼 植物体内的钙信使系统
,
植物学通报 , , 一
,
〕,之 , ,
, ,
, 一 ,
, 一
, ,
,
, , , , 二
、
, 一
各 一 , , , 一 ,
, , ,
,
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,
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