【科研動(dòng)態(tài)】第二篇“同步測(cè)量氣體交換-P700-葉綠素?zé)晒狻钡奈恼?/h1>

更新日期：2011-11-01   |  點(diǎn)擊率：983

植物體內(nèi)“電信號(hào)”的產(chǎn)生，一直被認(rèn)為是一種植物對(duì)外界環(huán)境脅迫的響應(yīng)機(jī)制，與大量的植物生理生化反應(yīng)有著十分密切的關(guān)系，比如含羞草葉片運(yùn)動(dòng)、pin2基因表達(dá)、總蛋白合成抑制、乙烯合成、脫落酸和茉莉酮酸合成、根系磷酸鹽同化變化、韌皮部運(yùn)輸能力下降、篩管分子卸載、植物非特異抗性增加等等。近年來，研究植物“電信號(hào)”與光合作用的關(guān)系逐漸成為關(guān)注的焦點(diǎn)，其中以AP（動(dòng)作電位）和VP（電位變化）研究的zui多，但多數(shù)情況下都是各執(zhí)一詞沒有定論。

 

日前，俄羅斯科學(xué)家采用德國WALZ公司研發(fā)的便攜式光合-熒光測(cè)量系統(tǒng)GFS-3000和雙通道PAM-100測(cè)量系統(tǒng)Dual-PAM-100，利用“氣體交換-P700-葉綠素?zé)晒馔綔y(cè)量技術(shù)”，利用經(jīng)典的“灼燒葉片法”刺激植物產(chǎn)生“電信號(hào)”，再輔以低CO2濃度和低光照等處理?xiàng)l件，同步測(cè)量天竺葵氣體交換、葉綠素?zé)晒猓≒SII）和P700（PSI）相關(guān)參數(shù)，全面分析了天竺葵光合作用對(duì)VP的響應(yīng)。（Sukhov V et al., Analysis of the photosynthetic response induced by variation potential in geranium. Planta, 2011, in press）

 

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常條件下VP引起天竺葵光合作用降低，主要表現(xiàn)為PSI和PSII實(shí)際量子產(chǎn)量（φPSI、φPSII）、CO2同化速率（A）、氣孔導(dǎo)度（GH2O）均顯著下降，并且光反應(yīng)階段的大量參數(shù)（φPSI、φPSII、qP、qN、Y（ND））變化與暗反應(yīng)CO2同化速率（A）密切相關(guān)，這與低濃度CO2以及無光照條件下相似，表明開爾文循環(huán)鈍化對(duì)于植物“電信號(hào)”誘導(dǎo)的光合響應(yīng)具有重要作用。然而，由于VP引起的PSI受體側(cè)電子傳遞的降低與暗反應(yīng)CO2同化速率（A）無明顯相關(guān)性，且不依賴于外界CO2濃度和光強(qiáng)的影響。因此，推測(cè)天竺葵中VP引起的光反應(yīng)鈍化存在兩條不同的途徑，即強(qiáng)烈依賴于暗反應(yīng)鈍化和不依賴于暗反應(yīng)鈍化途徑。

 

該文是繼日本學(xué)者發(fā)表了*篇同步測(cè)量氣體交換-P700-葉綠素?zé)晒獾奈恼?/a>（Yamori W, Sakata N, Suzuki Y, Shikanai T, Makino A: Cyclic electron flow around photosystem I via chloroplast NAD（P）H dehydrogenase （NDH） complex performs a significant physiological role during photosynthesis and plant growth at low temperature in rice. The Plant Journal, 2011: in press.）之后，科研界發(fā)表的第二篇同步測(cè)量氣體交換-P700-葉綠素?zé)晒獾奈恼隆?/font>

 

圖1 天竺葵受刺激部位、電勢(shì)測(cè)定部位和熒光參數(shù)測(cè)定部位。E1和E2分別為*與第二電極，ER為參比電極，E1和E2之間的距離大約為8cm，通過灼燒葉片尖部（3cm2面積，3-4s）刺激植物。

圖2 電勢(shì)、CO2同化速率（A）、氣孔導(dǎo)度（GH2O）、PSI和PSII的量子產(chǎn)量（φPSI、φPSII）變化。a電信號(hào)傳播至葉片（n=8）；b電信號(hào)沒有傳播至葉片（n=2）。

圖3 不同條件下，VP誘導(dǎo)的CO2同化速率（A）、氣孔導(dǎo)度（GH2O）以及光反應(yīng)階段參數(shù)（φPSI、φND、φNA、φPSII、qN、qP）變化。a對(duì)照條件下（光照強(qiáng)度100μmol m-2s-1，外界CO2濃度360μl l-1）；b無光照條件下；c低CO2濃度（15μl l-1），Ci為胞間CO2濃度。

圖4 CO2同化速率（A）變化。a氣孔導(dǎo)度；b光反應(yīng)參數(shù)；cVP與低濃度CO2誘導(dǎo)。

圖5 VC條件下，CO2同化速率（A）與光反應(yīng)階段參數(shù)的相互關(guān)系。

 

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