叶绿素b缺失与植物的光合作用.pdfVIP

植物生理学通讯 第42卷 第5期，2006年10月 96 7 叶绿素b缺失与植物的光合作用 郭春爱 刘芳 许晓明* 南京农业大学生命科学学院植物科学系，南京 210095 Chlorophyll-b Deficient and Photosynthesis in Plants * GUO Chun-Ai, LIU Fang, XU Xiao-Ming Dep artment of Plant Sciences, College of L if e Sciences, Nanj ing Agricultural University , Nanj ing 210095, China 提要 文章介绍叶绿素b的结构性质、生物合成和功能以及叶绿素b缺失与植物光合作用的关系的研究进展。 关键词 叶绿素b缺失；光合作用；生物合成；光系统II捕光天线复合物的稳定性 光合作用是绿色植物特有的功能。在光合作 囊体膜的垛叠方式也发生改变(Staehelin 1986)。另 用中，光合膜上的叶绿素蛋白质复合体利用光能 一类突变体叶绿素b的合成明显减少，但总叶绿 裂解水而放出氧气，并产生还原力，这是由2个 素含量以及叶绿素a/b比值受生长环境中光照强度 和温度变化而发生改变(Yang等1990)。本文就叶 光系统协作完成的过程。光系统I (photosystem I, PSI)和光系统II (photosystem II, PSII)均由含叶绿 绿素b的结构、生物合成和功能以及其缺失时的 素a (chlorophyll a, Chl a)的核心复合物和含叶绿素 光合作用作介绍。 a及叶绿素b (chlorophyll b, Chl b)的天线复合体构 1 叶绿素b结构、生物合成及功能 成。捕光天线复合体(light-harvesting complex,1.1叶绿素b的结构 叶绿素b的分子结构和叶绿 LHC)捕获光能并将其迅速传递给反应中心(reaction素a很相似，都含有1个卟啉环的 “头部”和1 center, RC)引起光化学反应。叶绿素b是构成LHC 个叶绿醇的 “尾巴”，镁原子居于卟啉环的中央 的重要组成部分，它不仅具有吸收和传递光能的 (图1)。两者的不同之处是在叶绿素b的II环位置 作用，而且在调控光合机构天线的大小、维持 3上有1个醛基而叶绿素a上则是1个甲基(Rüdiger LHCII的稳定性及对各种环境的适应等过程中都起 2002)。叶绿素b不溶于水，而溶于有机溶剂， 作用。 如乙醇、丙酮、乙醚及氯仿等，所以通常用乙 近年来，人们已在玉米(Harpster等1984)、 小麦(Falbel等1996)、大麦(Bellemare等1982)、大 豆(Keck等1970)、水稻(Terao等1985)、豌豆 (Ladygin 2003)、烟草(Schmid和Gaffron 1967)、 油菜(杨胜洪等2001)、小白菜(郭士伟等2003)、 莱茵藻(Michel等1983)等植物中发现了叶绿素缺失 突变体，并对其遗传特性、超微结构、吸收光 谱、荧光特性和生理性状等进行了较多的研究， 以探讨不同光合色素在光合作用中的作用。目前 已知的突变体大多为叶绿素b缺失突变体，Falbel 等(1996)按照叶绿素a/b比值将叶绿素突变体划分 为两大类：一类为完全不含叶绿素b的突变体， 例如大麦突变体chlorinaƒ2 (Bellemare等1982)和拟 南芥突变体(Murray和Kohorn 1991)，与野生型相 收稿 2006-03-17修定　 2006-07-10 比，它们在任何生长条件下都不能积累足够数量 资助　 国家自然科学基金。 。 的捕光叶绿素a/b结合蛋白(Harrison等1993)，类 通讯作者* (E-mail: xuxm@njau.edu.cn,Tel: 025 96 8