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P515的测量原理、方法和应用

张春艳, 庞肖杰

植物学报 2021, 56 (5): 594-604. DOI: 10.11983/CBB21052

摘要（656）

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光谱技术已广泛应用于光合研究领域, 如光吸收信号P515和P700氧化还原动力学以及叶绿素荧光等, 可快速、准确地检测植物的光合活性。P515信号广泛存在于高等植物和藻类中, 是类囊体膜上的色素分子吸收光能后, 其吸收光谱发生位移造成。利用光诱导的P515快速和慢速动力学, 可检测PSI和PSII反应中心的比值、ATP合酶的质子传导性、围绕PSI的环式电子传递速率、质子动力势及其组分, 还可通过同步检测叶绿素荧光和P515信号研究光保护机制。该文总结了P515的主要测量原理、方法及其应用, 旨在为深入研究光合作用机理提供技术支持。

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图3 测量莱茵衣藻围绕PSI的环式电子传递速率
莱茵衣藻野生型(WT)和PGR5突变体(Mutant)在光强为80 μmol·m^-2·s^-1的活化光(635 nm)下照光5分钟, 关光后检测围绕PSI的环式电子传递速率, 黑暗持续时间为250 ms。测量前, 藻细胞(浓度约25 μg·mL^-1)加入10 µmol·L^-1二氯苯基二甲脲(DCMU)、1 mmol·L^-1羟胺(HA)和20%的聚蔗糖, 暗适应20分钟。箭头表示活化光关闭。

正文中引用本图/表的段落

Alric (2014)研究发现, 经DCMU和HA处理后莱茵衣藻野生型的PSI在70 ms时传递了1个电子, 光化学速率为14·s-1 (1/70×10-3 s), 即环式电子传递速率为14 e-·s-1·PSI-1。此外, PGR5突变体的环式电子传递速率与野生型相比变化不大, 说明莱茵衣藻中NDA2 (type II NADPH dehydrogenase)介导的环式电子通路可能优于或者可替代PGR5通路, 这也与我们的实验结果一致(图3)。但当莱茵衣藻野生型和PGR5突变体在厌氧环境且加入DCMU处理后, PGR环式电子通路可能被激活, 导致野生型的环式电子传递速率明显增大, 达到66 e-·s-1·PSI-1 (15 ms传递1个电子), 而PGR5突变体的环式电子传递速率变化不大(Tolleter et al., 2011; Alric, 2014)。

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