红藻坛紫菜(Porphyra haitanensis)中功能光敏色素的存在

高等植物中普遍存在光敏色素是早为人们所知的,但是它在低等植物中是否存在至今仍然有争论。Salisburg总结了早期的研究指出:未曾发现在真菌和藻类中存在光敏色素的证据,绿藻是例外,因而光敏色素似出现于在系统演化上只有叶绿素a和b为其光合作用受体色素的植物中。其后,Rentschler报告了甘紫菜(P.tenera)单孢子发育的光周期的诱导;Dring发现甘紫菜孢子囊的发生能在长暗周期的中间被瞬间的红光所打断,而再为远红光所     

植物远红光受体——光敏色素A的研究进展#br#

光敏色素是植物中感受红光和远红光的光受体,而光敏色素A(phyA)是植物中唯一感受并响应远红光信号的光受体。phyA以Pr形式在细胞质中合成,接受光照后被激活,转换为具有生物活性的Pfr形式。Pfr形式的phyA与穿梭蛋白FHY1/FHL结合并被转运进入细胞核,在细胞核中与FHY1/FHL分离;FHY1/FHL出核,进行下一个转运phyA进入细胞核的循环。近年发展的phyA数学模型指出,phyA受体Pr与Pfr形式间的转换,以及特异性依赖FHY1/FHL转运进入细胞核,决定其成为植物远红光的光受体。在细胞核中,激活形式的phyA与COP1和SPA蛋白直接相互作用,抑制其形成有功能的E3泛素连接酶复合体;从而使转录因子HY5等蛋白能够积累,促进光形态建成的发生。Pfr形式的phyA也可以与转录因子PIFs相互作用,并介导PIFs的快速磷酸化和降解,从而解除PIFs对光形态建成的抑制作用。FHY3和FAR1是转座酶衍生的一类转录因子,能够在远红光下直接激活FHY1/FHL的基因表达;而HY5能够负反馈调控FHY3/FAR1对于FHY1/FHL的转录激活作用,从而维持远红光信号的动态平衡。Pfr形式的phyA在细胞核内能够被磷酸化,磷酸化的phyA是COP1/SPA的E3泛素连接酶复合体优先降解的底物;而最新的研究表明,磷酸化的phyA可能是一种活性更强的形式,在诱导植物远红光信号响应中扮演重要的角色。     

植物远红光受体——光敏色素A的研究进展

光敏色素是植物中感受红光和远红光的光受体,而光敏色素A(phyA)是植物中唯一感受并响应远红光信号的光受体。phyA以Pr形式在细胞质中合成,接受光照后被激活,转换为具有生物活性的Pfr形式。Pfr形式的phyA与穿梭蛋白FHY1/FHL结合并被转运进入细胞核,在细胞核中与FHY1/FHL分离;FHY1/FHL出核,进行下一个转运phyA进入细胞核的循环。近年发展的phyA数学模型指出,phyA受体Pr与Pfr形式间的转换,以及特异性依赖FHY1/FHL转运进入细胞核,决定其成为植物远红光的光受体。在细胞核中,激活形式的phyA与COP1和SPA蛋白直接相互作用,抑制其形成有功能的E3泛素连接酶复合体;从而使转录因子HY5等蛋白能够积累,促进光形态建成的发生。Pfr形式的phyA也可以与转录因子PIFs相互作用,并介导PIFs的快速磷酸化和降解,从而解除PIFs对光形态建成的抑制作用。FHY3和FAR1是转座酶衍生的一类转录因子,能够在远红光下直接激活FHY1/FHL的基因表达;而HY5能够负反馈调控FHY3/FAR1对于FHY1/FHL的转录激活作用,从而维持远红光信号的动态平衡。Pfr形式的phyA在细胞核内能够被磷酸化,磷酸化的phyA是COP1/SPA的E3泛素连接酶复合体优先降解的底物;而最新的研究表明,磷酸化的phyA可能是一种活性更强的形式,在诱导植物远红光信号响应中扮演重要的角色。     

光敏色素影响赤霉素调控的水稻幼苗光形态建成特征

赤霉素(gibberellin, GA)是一种重要的植物激素, 它与光敏色素协同调节拟南芥植株的光形态建成特征. 但是GA对水稻幼苗光形态建成和暗形态建成的影响, 特别是在此过程中光敏色素与GA之间的相互作用仍不清楚. 本研究利用野生型和光敏色素突变体(phyA和phyB)水稻作为研究材料, 分析了GA生物合成抑制剂多效唑(PAC)对黑暗和光照下生长的水稻幼苗胚芽鞘、地上部分和主根延伸以及光调控基因LHCB表达的影响. 据此推测, 在暗生长条件下, PAC处理能够抑制野生型水稻幼苗胚芽鞘的生长, 诱导LHCB基因的表达; phyA突变体对PAC处理的反应不如野生型敏感; phyB突变体和野生型反应基本相同. 在光照条件下, PAC处理能够抑制水稻幼苗地上部分的生长, phyB突变体对PAC处理的反应不如野生型和phyA突变体敏感. 此外, phyB介导的光信号负调控PAC诱导的主根延伸反应. 据此推测, GA是维持水稻幼苗暗形态建成、抑制光形态建成所必需的; 另一方面, phyA和phyB或正或负调控PAC所诱导的光形态建成反应. 本研究结果揭示了光敏色素和GA在水稻幼苗生长发育中的相互作用, 为进一步研究光和GA协同调控水稻发育的分子机制奠定了基础.     

钙在红光诱导的绿豆原生质体膨大中的作用

在植物光形态建成的研究中,光信号如何传递的问题至今尚不清楚.Roux等曾在Haupt和Weisenseel的基础上,提出钙信使系统参与光信号传递的假说.这一假说已在低等植物转板藻叶绿体的向光旋转和球子蕨孢子需光萌发中得到证实.我们以高等植物绿豆黄化幼苗下胚轴原生质体为实验材料,研究在光敏色素调节的原生质体膨大反应中,钙是否作为第二信使,起着传递光信号的作用.     

光敏色素B介导光信号影响水稻的脱落酸途径

研究表明,拟南芥中光敏色素介导的光信号与植物激素脱落酸(abscisic acid,ABA)途径相互作用.但水稻光敏色素与ABA途径之间是否相互影响仍不清楚.利用野生型和phyB突变体水稻作为研究材料,分析phyB介导的光信号对ABA生物代谢和ABA反应的影响.结果表明,ABA合成代谢相关基因OsNCED1,OsNCED2,OsNCED3和OsNCED4在phyB突变体中的表达水平明显高于野生型,而ABA降解代谢基因OsABAOX1则相反,这可能解释了phyB突变体积累较多内源ABA的原因.外源ABA处理明显抑制黑暗和光照下生长的水稻种子的萌发,但光照条件下ABA对phyB突变体种子萌发的抑制效果更明显.据此推测,phyB感受的光信号消弱了ABA对种子萌发的抑制效果.通过分析部分已报道的种子萌发相关基因在正常或ABA处理的野生型和phyB突变体中的表达水平,结果表明,phyB介导的光信号对水稻种子萌发的调控作用可能与这些基因无关.此外,在红光条件下,ABA处理能够抑制水稻幼苗地上部分的生长,野生型和phyB突变体对ABA处理的反应基本相同;但是ABA对phyB突变体主根生长的抑制效果显著高于野生型,这个结果表明phyB介导的光信号不影响ABA对水稻幼苗地上部分生长的抑制效果,但负调控ABA对主根生长的抑制效果.上述研究结果表明,phyB介导的光信号负调控水稻ABA的积累和ABA反应.本研究揭示了水稻光敏色素对ABA途径的影响,为深入研究光信号途径和ABA途径之间协同调控水稻发育的分子机制奠定了基础.     

在拟南芥中OsRAA1异位表达促进开花及下胚轴伸长

OsRAA1 (Oryza sativa root architecture associated 1)是拟南芥AtFPF1在水稻中的同源基因, 参与水稻根发育的调控. 将OsRAA1在拟南芥中异源超表达, 发现转基因拟南芥的开花时间提前, 同时发现在光照条件下转基因拟南芥的下胚轴长度增加. 进一步分析表明, 在蓝光、远红光和黑暗条件下转OsRAA1拟南芥下胚轴长度和野生型没有明显区别, 但在红光条件下, 转基因拟南芥的下胚轴长度是野生型的两倍. 转AtFPF1拟南芥也表现出类似的表型, 说明OsRAA1/AtFPF1蛋白不但可以调控拟南芥开花时间, 而且参与红光对下胚轴的光抑制过程, 它们在进化过程中保留了这两方面的功能.     

水稻黄化叶片硝酸还原酶活性的暗诱导

在植物体内,NO_3~-还原为NO_2~-的反应是由硝酸还原酶(NADH:NR,ECl.6.6.1)所催化的。NR是诱导酶,在高等植物中,它的活性产生除需要底物诱导外,还依赖于光的作用。在黄化叶片中不能诱导产生NR活性,但如果在诱导液中加入葡萄糖,则可以诱导出NR活性来。过去认为这可能与体内能量水平有关。我们在水稻黄化叶片中发现,只要含NO_3~-的     

CO_2激光诱导SF_6—UF_6—CO体系的光敏反应

脉冲CO_2激光激发SP_6引起UF_6光敏解离近来已有报道。我们曾研究以H_2为清扫剂的UF_6红外光敏反应,但用一氧化碳作为F原子清扫剂的详细研究尚未见报道。本文着重研究TEA CO_2激光诱导SF_6—UF_6—CO体系的光敏反应,并测定了UF_6解离率与激光能量密度、频率和CO分压之间的关系。     

人脑新EST的分离及其表达特异性分析

为了解离发育和分化的机制，利用差异显著技术从１３和３３周和脑中分离到９０个ＥＳＴ。比较ＧｅｎＢａｎｋ以后发现其中的７４个ＥＳＴ代表新的基因，当中的一些与某些脑发育相关的基因同源。将来自差异显示的７个ＥＳＴ固定在膜上，用来自不同组织的总ｃＤＮＡＲＰＷＳＱＦ ＧＮ ＡＤＷ ＶＳ ＵＱ 进一步鉴定了其在胎儿脑中的差异表达。     

不同形貌氧化铟八面体的可控合成与发光性质

利用金属铟在1000~1150℃直接与氧气剧烈反应2 min原位制备出了氧化铟的正八面体、削尖端八面体和带有空洞八面体, 通过改变反应的温度实现不同形貌八面体的可控合成. 采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对产物进行了表征分析, 结果表明, 正八面体、削尖八面体和带有空洞八面体均为立方相单晶结构的氧化铟, 其尺寸分别在0.5～2.5, 0.5～0.8和1.5～3.5 μm范围内, 并提出了不同形貌八面体的可能生长机理. 在室温下测试了它们的发光性质, 发现这些八面体具有发光峰位于438和468 nm的蓝-绿光发光和宽的红光发光, 蓝-绿光起源于氧化铟八面体中氧空位的电子与铟-氧空位中心中的空穴之间的复合, 红光发光起源于氧化铟八面体中的各种缺陷态.     

光对高等植物基因表达的调控作用

光是高等植物生长发育及其分化过程中的一个极为重要的环境因子。除利用光能来转化和贮藏能量的光合作用这一高能反应外,植物对光的另一个低能反应——光形态建成反应已日益受到研究者们的重视。植物的光形态建成反应实质上是受光调控的植物的生长、发育和分化的过程。这个过程中,光的几个参数都很重要,它们是:光谱质量(光质)、光照度(光强)、光照频率(单位时间的照光次数)和持续时间、以及光照的空间对称性与非对称性。从40年代发现光敏色素至今,人们对于植物对光的反应的研究已分别从植株、器官、组织、细胞及分子水平进行了大量的工作。去年10月在日本召开的第16届国际植物学会议,专门讨论了植物光敏色素及植物的光形态建成,会议的论文几乎都是从分子水平上进行的,特别是其中有相当数量的报道是关于高等植物的基因表达受光调控方面的研究成果,表明植物光生物学的研究益已进入分子生物学时代。     

硅胶负载三联吡啶铂(Ⅱ)络合物为敏化剂光敏氧化环戊二烯

选择性氧化烯烃分子是具有挑战性的研究课题．在众多的氧化剂分子中，分子氧吸引着化学家的目光．然而，基态的分子氧与大部分烯烃分子白旋禁阻，极大地限制着它的应用．光敏氧化反应能够有效克服这一瓶颈问题．相对于很多热化学反应，光敏氧化反应中光和氧作为“纯洁试剂”参与反应，不仅减少了环境污染，而且反应在室温下进行，避免了高温下副反应的发生，提高了反应的选择性．     

绿叶混合色素膜的光导性质

自从Arnold和Sherwood在1957年发表了关于叶绿体膜的某些光学和电学性质研究论文后,人们对光合作用最初过程的“固态”机制假说发生了兴趣。同年,Nelson测量了叶绿素膜的光导性质。1958年Arnold他Maclay又分别对β-胡萝卜素、胡萝卜素和叶绿素的混合物以及两种色素膜迭加后某些光电性质作了研究。1960年,Ichimura报导了叶绿体膜的光导性及其远红光效应的测量结果。     

蓝藻Synechocystis PCC6803中状态转换的研究

运用调制荧光法对蓝藻Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ＰＣＣ６０８３的状态转换进行了研究。观察到蛋白质磷酸酯酶抑制剂ＮａＦ对蓝藻ＳｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓＰＣ６８０３由远红光诱导的状态Ⅱ向状态Ｉ的转换无抑制作用,表明蓝藻Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ＰＣＣ６８０３的状态转换不受类囊体膜蛋白南可逆磷酸化的调节;ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ－泛醌还原酶专一抑制剂鱼藤酮可以促使蓝藻Ｓｙｎｅｃｈｏｃｙｓｔｉｓ ＰＣＣ６０８３暗     

光敏CdS:Cu·Bi多晶材料的制备和性能研究

文献[1—3]报道了在CdS中掺入CuSO_4和In_2(SO_4)_3,并且在高比例助熔刘NaCl-CdCl_2(CdS:混合助熔剂≤2:1)的条件下进行热处理而制得的光敏硫化镉(CdS:Cu·In),对红光敏感且抗湿性能强.本研究在CdS粉末中,除掺入CuCl_2外,还首次掺入适量的BiOCl,并且在较低助熔剂(CdS:混合助熔剂=5:1;NaCl:CdCl_2=1:4)下热处理,制备出了对红光具有敏感性和抗湿性强的CdS:Cu·Bi多晶材料,并且研究了它的化学组成和结晶状态.     

利用cDNA-RAPD技术分析籼稻光敏核不育基因的差异表达

应用混合采样法构建了光敏核不育水稻育性转换敏感期可育和不育幼穗代表群,并对其进行了ｃＤＮＡ－ＲＡＰＤ分析。结果表明：混合采样法是可行的,可以避免常规采样引起的误差。在筛选的１５０个随机引物中,有８３个随机引物扩增的条带安全相同,有３４个随机引物扩增的带型相同,但存在扩增量的差异,有３３个随机引物可在可育和不育幼穗ｃＤＮＡ 增出有差异的ｃＤＮＡ条带,多态性比率为２２％。     

一氧化碳诱导绿豆下胚轴不定根的发生

研究了一氧化碳(CO)在绿豆下胚轴插条不定根发生中的调控作用. 结果表明, 与NO相类似, CO供体高铁血红素(Hematin)以浓度和时间依赖性诱导绿豆下胚轴的不定根发生, 不同浓度的CO气体饱和溶液也具有诱导作用. 此外, CO清除剂血红蛋白(Hb)和合成专一性抑制剂ZnPPIX, 抑制生长素极性运输的NPA以及一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L-NAME均能不同程度地逆转CO供体对绿豆下胚轴不定根发生的诱导作用; CO处理36 h后NO荧光信号有明显的增强趋势, 并主要分布在维管束, NO专一性清除剂cPTIO对CO诱导的NO荧光有抑制作用, 推测CO可能主要通过NOS途径来合成NO, 进而诱导绿豆下胚轴的不定根发生.     

草酸酯-H_2O_2-叶绿素、酞菁金属络合物化学发光光谱

Helberger于1938年将PcMg(酞菁镁)放在含有少量过氧化苯甲酰或贮存较久的四氢萘中经加热,观察到有红光发出。Rothemund于1938年曾发现叶绿素在四氢萘中,加热到125℃也产生红光。角田义和在1943年观察到PcMg在贮存较久的植物油中,加热后也发出红光。     

一个水稻P450 CYP72A基因簇受病原菌诱导和发育及组织特异性表达

细胞色素P450超基因家族广泛参与植物的各类生命活动,包括植物对病原菌的防卫反应.我们在植物病原菌诱导基因的DD-PCR分析时,分离到一个受病原菌侵染诱导的水稻cDNA片段.水稻基因组公布后,发现该片段位于1个包含7个P450 CYP72A基因(CYP72A17～23)的基因簇的保守部分.以此片段搜索水稻数据库发现,水稻CYP72A家族有14个成员,这14个蛋白质之间的差异主要在N端,C端则同源性很高.我们分别对该基因簇的7个成员进行了表达特性分析,发现其中CYP72A18,19,22和23的表达受稻瘟病菌侵染的调节,而且在抗、感植株中的表达存在明显差异.除CYP72A20外,其余6个CYP72A基因均具有发育和组织特异性表达的特征.CYP72A20在所有研究中均检测不到信号,可能为一个假基因.这些发现为水稻P450基因功能的研究提供了新的资料.