Лабильность первой фотосистемы фототрофов в различных условиях окружающей среды

• Автор: Заворуева, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.16, 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 300 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА 1. СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИЯ И РЕГУЛЯЦИЯ ПЕРВОЙ

ФОТОСИСТЕМЫ ФОТОТРОФОВ

1.1. Структурнофункциональная организация фотосинтеза

первой фотосистемы

1.2. Роль лолипелхидпых субъединиц в первой

фотосистеме.

1.3. Влияние факторов окружающей среды на стехиометрию

фотосистем фототрофов.

1.4. Лабильна или консервативна ФС I Изученность

вопроса на начало исследований .
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, IТРИБОРЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Краткая характеристика объектов исследования
2.2. Аппаратура и условия культивирования фототрофов
2.3. Приборы и методы исследования.
ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПИГМЕНТОВ И
РЕАКЦИОННЫХ ЦЕНТРОВ ПЕРВОЙ ФОТОСИСТЕМЫ В КЛЕТКАХ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ
РЕЖИМАХ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ.
3.1. Исследование концентрации пигментов и реакционных
центров фотосистемы I синезеленой водоросли спирулины в периодической культуре
3.2. Световая адаптация фотосистемы I синезеленых водорослей к различным освещенностям ФАР в непрерывной культуре.
3.3. Исследование концентрации пигментов и реакционных центров фотосистемы I зеленой водоросли хлореллы в периодической культуре
3.4. Световая адаптация фотосистемы I хлореллы к различным освещенностям ФАР в непрерывной
культуре
3.5. Анализ зависимостей отношения концентрации хлорофилла к концентрации Ро от интенсивности света, используемой при выращивании таксономически различных видов водорослей
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ
ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ НА КОЛИЧЕСТВО РЕАКЦИОННЫХ ЦЕНТРОВ ПЕРВОЙ
ФОТОСИСТЕМЫ.
4.1. Концентрация пигментов и реакционных центров первой фотосистемы у высших фототрофов, выращенных под излучением различных
спектральных областей ФАР
4.2. Фотосинтетический аппарат растений, выращенных на красном свету низкой освещенности с различной линейчатостью спектра.
4.3. Изучение корреляции между ростовыми процессами высших растений и концентрацией реакционных
центров фотосистемы I .
4.4. Фотосистема I и тонкая структура хлоропластов листьев высших растений, сформировавшихся на
красном свету высокой освещенности
ГЛАВА 5. ЛАБИЛЬНОСТЬ ФОТОСИСТЕМЫ I ФОТОТРОФОВ В ПРОЦЕССЕ ВЕГЕТАЦИИ В КОНТРОЛИРУЕМЫХ И ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ.
5.1. Флуоресцентный метод определения концентрации реакционных центров первой фотосистемы
5.2. Флуоресцентные параметры и концентрация реакционных центров ФС I в листьях растений огурца в зависимости от времени вегетации и спектральных
условий выращивания
5.3. Зависимость содержания реакционных центров ФС 1 от концентрации хлорофиллов в листьях растений огурца, выращенных при непрерывном и естественном освещении
5.4. Изменение отношения интенсивностей красной и дальней красной флуоресценции хлорофилла листьев широколиственных и мелколиственных деревьев в
процессе вегетации.
5.5. Термоустойчивость растений при разных уровнях освещенности методом медленной индукции флуоресценции хлорофилла
ГЛАВА 6. РЕАКЦИЯ ПЕРВОЙ ФОТОСИСТЕМЫ И
ФОТОСИНТПТИЧПСКОГО АППАРАТА РАСТЕНИЙ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ
6.1. Влияние городской среды на фотосинтетические
процессы листьев деревьев.
6.2. Концентрация реакционных центров ФС I и фотосиитетическая активность больных и здоровых
листьев деревьев в процессе их вегетации.
6.3. Влияние солей металлов на фотосинтетический аппарат широколиственных деревьев на примере
тополя
6.4. Флуоресцентный мониторинг фотосинтегического аппарата мелколиственных деревьев на примере
березы
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ФС 1А содержит только три остатка цистсина, в то время как ФС IВ содержит только два. Центром x является . Центр x располагается между ФС 1А и ФС I. Характеристика ФС IС. Небольшой ФС белок связывает терминальные электронные акцепторы и . В эволюционном плане этот белок очень консервативный. Он выполняет одну и ту же функцию во всех фотосинтезирующих организмах. ФС 1С гидрофильный белок. По спектральным свойствам акцепторы и в ФС I растений и в ФС 1 цианобактерий подобны. Однако и растений более стабильны в присутствии белковых детергентов i . Уникальный факт отмечен в экспериментах с мутантами. Цианобактерии рода , не имеющие ФС IС, собирали и накапливали комплекс ФС I с функциональным Ро i . Напротив, недостаток ФС IС в зеленых водорослях рода приводил к тому, что комплекс ФС I не накапливался i . Субъединицы стромалъной стороны ФС I. ФС 1. ФС гидрофильньная субъединица приблизительно кДа, которая находится в строме. ФС 1 кодируется в ядерном геноме i . Известно, что ФС эукариот и цианобактерий взаимодействует только с ферредоксином i, i, i, i, . Недавно это взаимодействие было показано даже с изолированными ФС и ферредоксином ii . Для эукариотов показано, что область терминала ФС ответственна за закрепление в мультибелковом комплексе ФС IС, и это свойство является характерным для ФС I растения. ФС III v . ФС I. ФС IЕ подобно ФС I гидрофильная субъединица, расположенная в строме. ФС IЕ кодируется в ядре, и белок имеет молекулярную массу приблизительно кДа. Функция ФС IЕ на растениях была исследована и , которые отделяли ФС I от ФС I шпината. Однако в экспериментах с ячменем не было такого эффекта ФС 1Е v . Возможно, в последнем случае разобщение вело к другим изменениям в комплексе ФС I. Недавние исследования показали, что часть ФС IЕ находится между ФС 1ЛВ гетеродимером и ФС IС . Таким образом, возможно, что экстракция ФС IЕ может затрагивать электронный транспорт. Эксперименты на цианобактериях, у которых отсутствовал ФС I и изза этого был нарушен фотоавтотрофный рост, показали, что ФС IЕ требовался для оптимального электронного транспорта к ферредоксину и флаводоксину . X . Для развития растений ФС IЕ имеет очень существенное значение. В растениях рода ii с инактивированным геном значительно уменьшалось количество ФС IЕ, и у них несколько изменялся фенотип V . Растения были блелнозеленые и восприимчивы к фотоингибированию. Рост растений был уменьшен приблизительно на . Многие растения были не способны дать семена. Таким образом, функция ФС IЕ заключается в посредничестве эффективного электронного транспорта к ферредоксину или флаводоксину. Более вероятно, что ФС IЕ имеет важное значение для стабильности ФС I. ФС I , , . Роль субъединиц ФС 1Н, ФС , ФС I, ФС 1М и ФС IО. Па левой стороне комплекса ФС I мы находим четыре субъединицы ФС I,, и недавно обнаруженную ФС субъединицу рис. ФС 1Н и ФС присутствуют в зеленых водорослях и растениях. Растения ii i с недостатком ФС 1Н неспособны осуществлять ii . ССК II от ФС II для ассоциации его с ФС I. В отсутствии ФС 1Н i антенна ФС I мутантов оставалась идентичной, как при состоянии 1 у дикого типа растений, независимо от интенсивности освещения. В аналогичных условиях освещения i антенна дикого типа в состоянии 2 была увеличена примерно на по сравнению с состоянием 1. Растения, в которых происходила потеря ФС I, теряли и субъединицу ФС 1Н, но в меньшем количестве, что предполагает близость этих двух субъединиц . В таких фотосинтетиках функционирование ii затрагивалось в меньшей степени, чем при полной потере ФС 1Н . В фототрофах с дефицитом ФС I и ФС 1Н наблюдался более восстановленный пул пластохинонов и, следовательно, менее эффективная работа ФС II на интенсивном свету. В результате, квантовая эффективность выделения кислорода уменьшалась на 8 в ФС 1Н . Растения, несмотря на недостаток в ФС 1Н и ФС I, не имеют никаких визуальных фенотипических отличий от дикого типа при выращивании в различных световых условиях. Однако образование семян такими растениями уменьшалось при их выращивании на чередующемся свету высокой и низкой интенсивности.