The effects of activated carbon and plants diversity ... - 华南农业大学

华 南 农 业 大 学 农 学 院 第 三 届 综 述 大 赛 获 奖 作 品 论 文 集二 等 奖 作 品LHCII) 和 参 与 光 合 作 用 光 反 应 的 4 个 主 要 复 合 物 (PS I、PS II、 细 胞 色 素 b6f 复 合 物 和ATP 合 酶 )(Waters and Langdale, 2009)。 这 些 复 合 物 包 含 有 核 编 码 和 质 体 编 码 的 亚 基 ,需 要 编 码 这 些 复 合 物 的 基 因 的 协 调 表 达 和 核 编 码 因 子 有 效 地 输 入 叶 绿 体 中 。 许 多 突 变 体会 影 响 这 些 复 合 物 , 表 现 出 类 囊 体 缺 陷 、 叶 绿 素 含 量 减 少 和 光 合 作 用 能 力 降 低 。 导 致 类囊 体 发 育 缺 陷 的 功 能 缺 失 突 变 体 并 不 足 以 证 明 突 变 基 因 所 编 码 的 蛋 白 调 节 类 囊 体 的 发育 , 但 它 加 深 了 我 们 对 于 类 囊 体 发 育 及 其 控 制 或 影 响 因 子 或 过 程 的 认 识 (Eckardt, 2007)。在 大 多 数 叶 色 突 变 体 中 , 如 白 化 、 黄 化 、 斑 马 叶 等 , 叶 绿 体 中 类 囊 体 结 构 都 发 生 了变 化 , 没 有 或 缺 少 基 粒 片 层 结 构 ; 而 类 囊 体 是 色 素 合 成 与 光 合 作 用 的 中 心 。 因 此 推 测 ,类 囊 体 不 能 正 常 形 成 , 色 素 不 能 正 常 合 成 , 光 合 作 用 不 能 正 常 进 行 , 导 致 了 植 物 叶 色 的变 化 。 严 格 地 说 , 上 述 有 关 叶 色 变 异 机 制 的 分 类 , 并 不 是 可 以 截 然 分 开 的 。 许 多 蛋 白 ,在 叶 绿 体 发 育 的 不 同 阶 段 、 不 同 位 置 担 当 着 不 同 的 角 色 。 例 如 ,ALB3 蛋 白 , 既 是 cpSRP途 径 的 因 子 (Asakura et al., 2008), 又 是 光 系 统 I 和 光 系 统 II 组 装 的 辅 助 蛋 白 (Sundberget al., 1997; Ma et al., 2007; Cai et al., 2010)。 一 些 PPR 类 蛋 白 , 既 参 与 了 叶 绿 体 RNA 的剪 接 , 也 参 与 了 叶 绿 体 RNA 的 编 辑 或 维 持 着 RNA 的 稳 定 性 (Schmitz-Linneweber andSmall, 2008)。 编 码 叶 绿 素 合 成 途 径 关 键 酶 的 核 基 因 , 既 调 控 叶 绿 素 的 合 成 , 又 通 过 叶 绿素 与 色 素 蛋 白 的 结 合 等 间 接 影 响 着 光 系 统 的 组 装 、 类 囊 体 的 稳 定 性 。 目 前 , 对 于 叶 绿 体及 类 囊 体 的 形 成 机 理 已 有 较 为 深 入 的 认 识 , 但 由 于 叶 绿 体 与 细 胞 核 、 线 粒 体 间 物 质 、 能量 和 信 息 交 流 的 复 杂 性 , 人 们 对 于 叶 色 的 变 异 并 没 有 一 个 完 整 而 清 晰 的 认 识 和 理 解 。 在许 多 已 经 发 表 的 有 关 叶 色 变 异 的 文 献 中 , 所 鉴 定 的 一 些 基 因 或 蛋 白 , 只 是 从 某 一 个 方 面或 某 几 个 方 面 对 叶 色 变 异 机 理 或 叶 绿 体 发 育 机 制 进 行 阐 述 , 仍 然 没 有 能 够 从 整 个 调 控 网络 上 进 行 证 明 。 这 说 明 了 叶 色 变 异 机 理 及 调 控 网 络 的 复 杂 性 。自 从 烟 草 (Shinozaki et al., 1986)、 地 钱 (Ohyama et al., 1986) 和 水 稻 (Hiratsuka et al.,1989) 叶 绿 体 全 基 因 组 被 测 序 以 来 , 至 今 已 经 报 道 了 超 过 230 种 真 核 藻 类 和 陆 生 植 物 质体 的 全 基 因 组 序 列 。 借 助 电 子 显 微 镜 、 生 理 学 、 生 物 化 学 与 分 子 生 物 学 、 基 因 组 学 及 生物 信 息 学 等 方 法 和 技 术 , 人 们 对 于 从 前 质 体 过 渡 到 叶 绿 体 ( 包 括 光 信 号 的 感 应 、 电 子 传递 、 蛋 白 质 的 输 入 与 亚 细 胞 定 位 、 类 囊 体 的 形 成 、 叶 绿 体 的 分 裂 等 方 面 ) 以 及 质 - 核 间 信号 的 传 递 等 已 经 进 行 了 较 为 广 泛 而 深 入 的 研 究 , 初 步 建 立 了 有 关 叶 绿 体 发 育 的 相 关 调 控网 络 , 但 仍 然 有 许 多 方 面 需 要 人 们 不 断 地 去 研 究 和 探 索 。 相 信 随 着 研 究 方 法 与 技 术 的 不断 发 展 , 人 们 对 于 叶 绿 体 的 发 育 及 其 相 关 的 调 控 网 络 将 会 有 更 加 深 入 而 完 整 的 认 识 。参 考 文 献崔 海 瑞 , 夏 英 武 , 高 明 尉 . 温 度 对 水 稻 突 变 体 W1 叶 色 及 叶 绿 素 生 物 合 成 的 影 响 . 核 农 学报 . 2001(5): 269-273.杜 永 , 潘 启 民 , 徐 大 勇 , 等 . 水 稻 白 化 苗 性 状 的 遗 传 分 析 . 植 物 遗 传 资 源 科 学 . 2002(1):20-22.122