植物吸收的光能往往超過植物進(jìn)行碳同化的需求,從而產(chǎn)生大量過剩激發(fā)能,破壞PSII的反應(yīng)中心。為了防止光損傷的發(fā)生,植物將啟動(dòng)一系列的光破壞防御機(jī)制以維持光能吸收與利用的平衡關(guān)系。圍繞PSI的環(huán)式電子流是近些年來備受關(guān)注的光保護(hù)機(jī)制。環(huán)式電子流能夠促進(jìn)跨類囊體膜質(zhì)子梯度（△pH）的建立,驅(qū)動(dòng)ATP合成酶合成ATP,加快光破壞的修復(fù),使類囊體腔酸化,激發(fā)PSII側(cè)處的熱耗散,穩(wěn)定放氧復(fù)合體等,從而保護(hù)PSII不會(huì)因過度還原而造成傷害。棉花是新疆最重要的經(jīng)濟(jì)作物,在生長(zhǎng)季節(jié)會(huì)經(jīng)歷高光、干旱等環(huán)境條件。本研究從葉片吸收光能特性的差異為著眼點(diǎn),選取葉綠素含量和和花青素含量不同且吸收光能差異較大的棉花為試驗(yàn)材料,研究不同棉花光合性能以及圍繞PSI的環(huán)式電子流的差異,明確棉花葉片不同吸光特性對(duì)光合性能的影響以及為維持光合機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定運(yùn)行所啟動(dòng)的光保護(hù)機(jī)制,揭示吸光能力的差異與光保護(hù)機(jī)制的關(guān)系,研究結(jié)果可為棉花高光效育種提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:（1）研究不同葉綠素含量的棉花光合性能的差異。選取葉綠素含量差異較大的棉花為試驗(yàn)材料,測(cè)定了葉綠素含量、類胡蘿卜素含量、類胡蘿卜素/總的葉綠素、氣體交換參... 

【文章來源】：石河子大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

環(huán)式電子傳遞Fig.1-1cyclicelectronflow

不同吸光特性的棉花環(huán)式電子流調(diào)控和熱耗散機(jī)制的研究5環(huán)式電子傳遞主要是指?jìng)鬟f到PSI受體側(cè)電子通過Fd傳遞到PQ庫(kù)或色素蛋白復(fù)合體Cytb6f重新返回到PSI的電子傳遞過程圖1-1（Bendalletal.，1995；Shikanaietal.，1998；Johnsonetal.，2011）。在葉綠體中，有兩種途徑被認(rèn)為參與了圍繞PSI的環(huán)式電子傳遞（Endoetal.，1997，1998；Munekageetal.，2004），一種是NAD(P)H脫氫酶復(fù)合體(NDH)介導(dǎo)的環(huán)式電子流（Wangetal.，2006；Katoetal.，2017），另一種質(zhì)子梯度調(diào)節(jié)蛋白(PGR5)介導(dǎo)的環(huán)式電子流（Munekageetal.，2002；Alricetal.，2014）。研究表明，僅僅缺失NDH途徑，雖然能夠正常生長(zhǎng)但是某些功能受到限制，NDH和PGR5途徑同時(shí)缺失，電子傳遞速率明顯降低，植株生長(zhǎng)明顯受到抑制，因此NDH介導(dǎo)的環(huán)式電子流和PGR5介導(dǎo)的環(huán)式電子流對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著至關(guān)重要的作用（Munekageetal.，2004）。圖1-1環(huán)式電子傳遞Fig.1-1cyclicelectronflow2.2.1PGR5介導(dǎo)途徑PGR5介導(dǎo)的環(huán)式電子傳遞（參考圖1-2）（薛嫻等，2017）：傳遞到PSI受體側(cè)電子通過Fd傳遞到PGR5/PGRL1進(jìn)而傳遞給PQ庫(kù)或色素蛋白復(fù)合體Cytb6f，從而形成圍繞PSI的環(huán)式電子流（Bendalletal.，1995）。整個(gè)過程可以簡(jiǎn)要表示為：圖1-2PGR5介導(dǎo)的環(huán)式電子傳遞Fig.1-2PGR5meditatedcyclicelectronflow

不同吸光特性的棉花環(huán)式電子流調(diào)控和熱耗散機(jī)制的研究6PGR5介導(dǎo)的環(huán)式電子傳遞不能形成NADPH，有ΔpH和ATP的生成。PGR5介導(dǎo)的環(huán)式電子傳遞能夠建立ΔpH驅(qū)動(dòng)熱耗散過程從而保護(hù)光合機(jī)構(gòu)免受光損傷（Munekageetal.，2002；李娜等，2016）。2.2.2NDH介導(dǎo)途徑而另一條是NAD(P)H脫氫酶（NDH）介導(dǎo)的環(huán)式電子傳遞途徑（參考圖1-3）（Endoetal.，1998；Shikanaietal.，1998；Wuetal.，2011，2012）。傳遞到PSI受體側(cè)電子通過Fd傳遞到NDH進(jìn)而傳遞給PQ庫(kù)或色素蛋白復(fù)合體Cytb6f，從而形成圍繞PSI的環(huán)式電子流，其過程可以簡(jiǎn)要表示為：圖1-3NDH介導(dǎo)的環(huán)式電子傳遞Fig.1-3NDHmeditatedcyclicelectronflowNDH介導(dǎo)的環(huán)式電子能夠生成NADPH和ATP（梅楊等，2007）。近些年來關(guān)于NDH途徑及調(diào)控機(jī)制的研究也受到了廣泛關(guān)注。其主要的功能有：NDH介導(dǎo)的環(huán)式電子流能夠加快NADPH的消耗來調(diào)節(jié)NADPH/ATP的比例（姚正菊等，2003；米華玲，2016；薛嫻等，2017）；可以快速消耗NADPH防止光系統(tǒng)過度還原，并且調(diào)控的葉綠體呼吸也可以消耗一部分激發(fā)能，來減少活性氧的產(chǎn)生（王鵬等，2006），從而維持光合機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。NDH能夠建立ΔpH，激發(fā)葉黃素循環(huán)的熱耗散耗散過剩光能，減輕光抑制（Lietal.，2004）；還能通過調(diào)節(jié)氣孔從而增加胞間CO2濃度，促進(jìn)光合碳同化的穩(wěn)定運(yùn)行（Horváthetal.，2000）；在高溫下還能產(chǎn)生ΔpH為碳同化的進(jìn)行提供ATP，一定程度減輕高溫對(duì)碳同化的抑制（王鵬等，2006）。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3035395