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光胁迫对沙冬青叶绿素荧光特征和光呼吸的影响

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西北农业学报 2015年第10期24卷 124-130页

作者：何炎红白玉娥王海燕林涛田有亮内蒙古农业大学林学院呼和浩特010019 内蒙古固体废物与化学品管理技术中心呼和浩特010011

使用LI-6400测定乌兰布和沙漠东北缘的沙冬青在不同光合有效辐射下的叶绿素荧光特征和光呼吸变化,进而研究其光破坏防御特征的变化。结果表明,PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)可作为衡量沙冬青光胁迫程度大小指标,有效光化学量子产量(Fv... 详细信息

使用LI-6400测定乌兰布和沙漠东北缘的沙冬青在不同光合有效辐射下的叶绿素荧光特征和光呼吸变化,进而研究其光破坏防御特征的变化。结果表明,PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)可作为衡量沙冬青光胁迫程度大小指标,有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)、总光合速率(Pt)、非光化学猝灭(qN)、光呼吸速率(Rp)和Rp/Pt等指标的光进程曲线临界点值和临界点光强度与Fv/Fm的关系都具有明显的规律性。随着Fv/Fm降低,光胁迫程度增加,导致沙冬青光胁迫的最小光合有效辐射降低。可见,沙冬青光破坏防御的一种策略是在胁迫程度较小时通过提高热耗散和光呼吸相对比值(Rp/Pt)来消耗过剩能量,而在胁迫程度较大时可通过增加抑制热耗散和光呼吸的光合有效辐射实现对过剩光能的消耗。

关键词：光胁迫沙冬青光破坏防御光呼吸热耗散

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光呼吸代谢缺陷型研究概况

植物生理学报 1990年第1期 71-74+62页

作者：熊复生高煜珠江苏农学院光合作用生理生态研究室江苏农学院光合作用生理生态研究室扬州 225002

本文介绍PCO缺陷型的诱导及鉴定程序,PCO缺陷型CO2气体交换、中间产物含量、酶活性变化以及遗传行为等生理生化特性的基本情况,并评述了这一研究工作的理论意义与应用前景。

关键词：缺陷型光呼吸生理生化特性叶绿体质体 PCO 野生型

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小麦旗叶光呼吸对光强和CO_2浓度的响应

麦类作物学报 2013年第6期33卷 1208-1215页

作者：康华靖王巍伟权伟杨翔欧阳竹温州科技职业学院浙江温州325006 中国科学研究院地理科学与资源研究所生态网络观测与模拟重点实验室北京100101 中国科学研究院禹城综合试验站北京100101 中国科学研究院研究生院北京100101

为给C3作物光呼吸等光合参数以及光响应模型和CO2响应模型的研究提供参考,定量研究了小麦花期旗叶光呼吸速率对光强和CO2浓度的响应。结果表明,在21%和2%O2下小麦旗叶光饱和点分别为1 960.629和2 030.120μmol·m-2·s-1。在较弱光强(小... 详细信息

为给C3作物光呼吸等光合参数以及光响应模型和CO2响应模型的研究提供参考,定量研究了小麦花期旗叶光呼吸速率对光强和CO2浓度的响应。结果表明,在21%和2%O2下小麦旗叶光饱和点分别为1 960.629和2 030.120μmol·m-2·s-1。在较弱光强(小于800μmol·m-2·s-1)下,小麦的总光呼吸速率(Rpt)与表观光呼吸(Rpa)均随着光强的升高而增大;当光强大于800μmol·m-2·s-1时,Rpt和Rpa趋于稳定;整体上,不同光强下Rpt与Rpa之间差异较小(P>0.05),这主要是由于在380μmol·mol-1 CO2下,光呼吸的CO2回收利用率较低。饱和光强下,Rpa随着CO2浓度的增加呈先上升后下降的趋势,Rpa最大值(Rpmax)所对应的外界CO2浓度为600μmol·mol-1,而Rpt则随着CO2浓度的升高而降低;在低浓度CO2(小于380μmol·mol-1)条件下,Rpt与Rpa之间差异显著(P0.05)。

关键词：小麦光呼吸 CO2浓度光强

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“光呼吸”教学中的几个问题探讨

植物生理学通讯 2008年第2期44卷 319-322页

作者：徐爱东山东省济宁学院生物系山东曲阜273100

光呼吸（photorespiration）是植物绿色细胞在光下与光合作用有联系而发生的吸收O2放出CO2的过程，也称为氧化的光合碳循环，或乙醇酸氧化途径，简称C2循环或C2途径。在植物生理学的教学中，光呼吸是光合作用一章中不可缺少的内容，如... 详细信息

光呼吸（photorespiration）是植物绿色细胞在光下与光合作用有联系而发生的吸收O2放出CO2的过程，也称为氧化的光合碳循环，或乙醇酸氧化途径，简称C2循环或C2途径。在植物生理学的教学中，光呼吸是光合作用一章中不可缺少的内容，如何把光呼吸讲授清楚，值得探讨。

关键词：光呼吸教学植物生理学光合作用氧化途径 CO2 碳循环乙醇酸

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C4玉米中光呼吸铵转运蛋白候选基因的确定

分子植物育种 2019年第23期17卷 7657-7662页

作者：李享孙宁刘征河北大学生命科学学院保定071002 河北保定师范附属学校保定071000

光呼吸过程在线粒体释放氨。如果氨在线粒体大量积累,会导致线粒体受损。因此,氨需要由铵转运蛋白及时从线粒体运输到叶绿体,并在叶绿体中进一步转变为谷氨酸。在C3植物中,氨在叶肉细胞中产生、转运和固定;而在C4植物中,该过程则发生在... 详细信息

光呼吸过程在线粒体释放氨。如果氨在线粒体大量积累,会导致线粒体受损。因此,氨需要由铵转运蛋白及时从线粒体运输到叶绿体,并在叶绿体中进一步转变为谷氨酸。在C3植物中,氨在叶肉细胞中产生、转运和固定;而在C4植物中,该过程则发生在维管束鞘细胞中,即光呼吸释放出的氨发生在维管束鞘细胞的线粒体中,然后在铵转运蛋白的运输下,经维管束鞘细胞中的叶绿体膜将氨释放到叶绿体中。我们通过对C4玉米铵转运蛋白基因家族成员在维管柱鞘细胞和叶肉细胞内的表达进行比较、分析时,发现其中一个命名为ZmAMT5c的铵转运蛋白基因的表达在这两种细胞内存在明显差异,并在维管束鞘细胞的表达量明显高于叶肉细胞。进而我们对ZmAMT5c进行了深入的生物信息学和基因表达分析,发现它含有大量的跨膜螺旋,具有典型的跨膜蛋白的特征,并且该蛋白定位在叶绿体膜上,因而该基因是C4玉米中进行跨叶绿体膜运输的铵转运蛋白关键候选基因。而且该基因在玉米叶片梯度的表达与光合组织的成熟度呈正相关,呈现从叶基部到叶尖表达逐渐升高的趋势,进一步证实该基因是光呼吸过程的关键基因。另外,该基因不但响应非生物胁迫(干旱),而且对病原菌胁迫也产生响应。鉴于国内外期刊尚未有C4植物中筛选出光呼吸铵转运蛋白基因的报道,我们首次在玉米中筛选到了光呼吸中的铵转运蛋白候选基因,这将加深科学界对C4植物光呼吸的理解,并为提高作物氨的利用率提供了新的靶标。

关键词：玉米光呼吸铵转运蛋白生物信息

光呼吸在番茄防御Pseudomonas syringae中的作用与机制研究

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光呼吸在番茄防御Pseudomonas syringae中的作用与机制研究

作者：张冠群浙江大学

学位级别：硕士

番茄(Solanum lycopersicum L.)是目前设施栽培面积最大的蔬菜品种之一,2010年全球番茄总产量达1.46亿吨。在设施番茄培育中,病虫害的侵害严重影响了植株的生长以及品质、产量。其中丁香假单胞菌番茄变种(Pseudomonas syringae *** stra... 详细信息

番茄(Solanum lycopersicum L.)是目前设施栽培面积最大的蔬菜品种之一,2010年全球番茄总产量达1.46亿吨。在设施番茄培育中,病虫害的侵害严重影响了植株的生长以及品质、产量。其中丁香假单胞菌番茄变种(Pseudomonas syringae *** strain DC3000,Pst DC3000)所引发的番茄细菌性斑点病在辽宁、福建、内蒙古、新疆、广西、河北、甘肃、吉林、天津等省市区均有发生,该病主要危害番茄叶、茎、花、叶柄和果实,可造成5%-75%的产量损失。研究植物抗病作用机制对于提升植物自身抗性、减少化学杀菌剂的使用具有重要的理论指导意义。近几十年的研究表明光呼吸在调控植物光抑制、氨基酸含量和抗逆等方面都发挥着重要作用。本文以番茄品种浙杂205 (Solanum lycopersicum L. cv. Zheza 205)为试验材料,初步探索了光呼吸调控番茄对Pst DC3000的防御影响及其内在机制。所取得的主要研究结果如下：1、研究了外源光呼吸抑制剂的喷施对番茄防御Pst DC3000的影响,以番茄品种浙杂205为实验材料,喷施不同浓度的光呼吸抑制剂NaHSO3和异烟肼INH,测定光呼吸、光呼吸关键酶乙醇酸氧化酶(GOX)活性及FV/FM等指标,发现INH处理能显著降低GOX活性和光呼吸而不影响其正常生长,最终选用0.2g/L的INH作为光呼吸抑制剂处理。接种Pst DC3000后,INH处理的植株更加敏感,死细胞数、电解质渗透率、细菌菌落数(CFU)明显多于对照,H2O2处理能显著提高番茄对Pst DC3000的抗性,INH和H2O2的复合处理能将其抗病性恢复到对照水平。通过测定H2O2的含量、水杨酸(SA)相关基因表达、抗氧化酶基因表达等,推测光呼吸过程中产生的H2O2作为信号物质在番茄防御Pst DC3000的过程中可能起到积极的作用。2、利用病毒介导的基因沉默技术(VIGS)验证光呼吸调控番茄防御Pst DC3000的机制。沉默了光呼吸途径中的三个关键基因(GOX)、丝氨酸-乙醇酸氨基转移酶(SGT)和丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT),并对基因沉默植株喷施H2O2进行进一步的实验。实验结果表明,光呼吸关键基因沉默植株对Pst DC3000抗性明显下降,CFU、渗透率明显高于对照;喷施H2O2后,GOX沉默植株的抗氧化酶基因以及SA相关信号基因上调,对Pst DC3000的抗性增加,而H2O2的喷施对SGT, SHMT沉默植株没有明显影响,表明H202介导GOX调控番茄的抗病性,而SGT、SHMT可能通过直接影响SA的合成进而调控番茄抗病性。3、利用烟草瞬时表达系统进一步研究了光呼吸相关蛋白GOX、SGT、SHMT的瞬时表达对其防御假单胞菌的影响。叶片注射带有重组质粒的农杆菌36h后即可检测到相应蛋白的表达。研究表明,三个光呼吸关键酶的瞬时表达均能提高烟草的抗病性,注射H202的处理与未注射的处理没有差异;注射H202的专一清除剂二甲基硫脲(DMTU),只有GOX瞬时表达的烟草对病菌的敏感性提高,而SGT、SHMT瞬时表达的烟草对病菌的抗性与未喷施DMTU的处理差异不大,表明H202介导GOX调控植物抗病性的影响,而SGT、SHMT可能通过其他途径调控植物抗病性,进一步验证了基因沉默植株的处理效果。

关键词：番茄光呼吸 Rst DC3000 CFU 抗性 SA 过氧化氢抗氧化酶基因表达 VIGS

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强光下姜叶片的光呼吸及叶黄素循环

园艺学报 2002年第1期29卷 47-51页

作者：徐坤邹琦郑国生山东农业大学园艺学院泰安271018 山东农业大学生命科学学院泰安271018

姜叶片晴天中午的表观量子效率 (AQY)和PSⅡ光化学活性 (Fv/Fm)显著降低 ,表明有明显的光抑制现象 ,而干旱、高温、强光等逆境条件可显著加重光抑制程度。土壤水分胁迫使光呼吸速率(Pr)降低 ,峰值提前 ,Pr/Pn升高 ;同时使叶黄素循环库增... 详细信息

姜叶片晴天中午的表观量子效率 (AQY)和PSⅡ光化学活性 (Fv/Fm)显著降低 ,表明有明显的光抑制现象 ,而干旱、高温、强光等逆境条件可显著加重光抑制程度。土壤水分胁迫使光呼吸速率(Pr)降低 ,峰值提前 ,Pr/Pn升高 ;同时使叶黄素循环库增大 ,(A +Z) /(V +A +Z)上升。

关键词：叶片姜光抑制光呼吸叶黄素循环强光

C_3、C_4和CAM植物的光呼吸及有关酶活性的比较研究

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华南农业大学学报 1991年第4期12卷 5-12页

作者：彭飞燕陈升枢李明启华南农业大学农业生物系

对4种C_3植物和4种C_4植物,6种CAM植物的光呼吸的研究表明:C_4和CAM植物象C_3植物一样表现出断光后CO_2的猝发;它们的乙醇酸氧化酶活性远低于C_3植物,而过氧化氢酶活性略低于C_3植物;光下有乙醇酸的合成。我们认为在C_4和CAM植物中也存... 详细信息

对4种C_3植物和4种C_4植物,6种CAM植物的光呼吸的研究表明:C_4和CAM植物象C_3植物一样表现出断光后CO_2的猝发;它们的乙醇酸氧化酶活性远低于C_3植物,而过氧化氢酶活性略低于C_3植物;光下有乙醇酸的合成。我们认为在C_4和CAM植物中也存在光呼吸乙醇酸循环。C_4植物表观光呼吸的大小可能与其叶的解剖特征有关,而CAM植物的表观光呼吸可能与其代谢的昼夜节律变化有关。我们还研究了CAM植物的乙醇酸循环在早晨和傍晚的变化规律,发现绝大多数CAM植物的乙醇酸氧化酶活性、过氧化氢酶活性和乙醇酸的合成量都一致表现为傍晚高于早晨。我们认为CAM植物体内乙醇酸循环的运转傍晚较早晨快。

关键词：植物光呼吸乙醇酸氧化酶酶活性

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棉花叶片光合作用的光抑制和光呼吸的关系

科学通报 1995年第20期40卷 1885-1888页

作者：郭连旺许大全沈允钢中国科学院上海植物生理研究所上海200032

光呼吸在光下释放CO_2,与固定CO_2的光合作用同时进行,是早已为人们所熟悉的事实,但其生理意义迄今仍不十分清楚.已有研究表明,在没有CO_2的条件下,抑制了光呼吸以后强光下叶片或叶绿体出现明显的光抑制,而其它条件不变,供给浓度接近CO_... 详细信息

光呼吸在光下释放CO_2,与固定CO_2的光合作用同时进行,是早已为人们所熟悉的事实,但其生理意义迄今仍不十分清楚.已有研究表明,在没有CO_2的条件下,抑制了光呼吸以后强光下叶片或叶绿体出现明显的光抑制,而其它条件不变,供给浓度接近CO_2补偿点的CO_2时,这种光抑制即可消除,因此推测在CO_2浓度为零或低于CO_2补偿点的强光条件下光呼吸对光合机构有保护作用.但是,在普通空气条件下是否如此,还未见研究报道,我们曾观察到,晴天中午强太阳光下,伴随光合作用的光抑制,田间棉花叶片的光呼吸增强.那么,在这种普通空气条件下,光呼吸是否有缓解光抑制的作用呢?我们通过观测叶片的气体交换、叶绿素荧光和无机磷含量,对这个问题进行了研究.

关键词：光抑制光呼吸缓解作用棉花叶片光合作用