分會(huì)

第二十五分會(huì)：有機(jī)固體

摘要

“狀態(tài)轉(zhuǎn)換”是光合機(jī)構(gòu)平衡PSII和PSI之間激發(fā)能分配的一種自我調(diào)節(jié)機(jī)制。本文利用共軛聚合物優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)調(diào)控了葉綠體中捕光復(fù)合物L(fēng)HCII在光系統(tǒng)I（PSI）和光系統(tǒng)II（PSII）之間的“狀態(tài)轉(zhuǎn)換”，優(yōu)化了光系統(tǒng)之間的激發(fā)能分配，加速了光反應(yīng)速率和卡爾文循環(huán)速率。通過對(duì)光反應(yīng)和暗反應(yīng)的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了藻類生物質(zhì)產(chǎn)率和高等植物生長(zhǎng)速率的提高。 蛋白核小球藻細(xì)胞壁表面含有大量多糖和蛋白多糖，使其呈現(xiàn)電負(fù)性。陽(yáng)離子共軛聚合物PBF側(cè)鏈具有長(zhǎng)鏈烷基季銨鹽，因此可以通過靜電作用結(jié)合到表面。PBF具有綠光吸收和遠(yuǎn)紅光發(fā)射的特性，有利于激發(fā)PSI。因此，PBF包裹蛋白核小球藻后明顯提高了PSI的活性。電子傳遞鏈中，高活性PSI從質(zhì)體醌（PQ）中提取電子的速度快于電子從PSII流入PQ的速度，PQ被氧化，導(dǎo)致磷酸化的LHCII去磷酸化而從PSI脫附并結(jié)合到PSII上。在LHCII的輔助下，PSII的捕光能力得到了提到，達(dá)到與PSI相匹配的水平。因此，PBF增強(qiáng)了光反應(yīng)的整體活性。光能的吸收、利用以及電子傳遞效率均明顯增強(qiáng)，氧氣生成速率以及ATP與NADPH的含量顯著增加。ATP與NADPH作為暗反應(yīng)的能量來源和還原驅(qū)動(dòng)力，含量的增加進(jìn)一步促進(jìn)的暗反應(yīng)的進(jìn)行。測(cè)試結(jié)果表明暗反應(yīng)中關(guān)鍵酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶的活性與mRNA表達(dá)水平明顯提高。綜合結(jié)果，PBF促進(jìn)了蛋白核小球藻生長(zhǎng)，顯著提高了生物質(zhì)產(chǎn)量。隨后，在擬南芥培養(yǎng)液中加入PBF后，隨著擬南芥種子的生長(zhǎng)PBF被根部吸收，優(yōu)化了光反應(yīng)光化學(xué)效率并加速了擬南芥細(xì)胞有絲分裂。

關(guān)鍵詞

共軛聚合物;光合作用;狀態(tài)轉(zhuǎn)換

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