旋转粘度计yutong17 20-运用偏振荧光的手段研究氧化胁迫对小麦叶绿体荧光的影响与在线粘度计(黏度-偏振度-粘度)

1、旋转粘度计yutong17 20-运用偏振荧光的手段研究氧化胁迫对小麦叶绿体荧光的影响与在线粘度计(黏度-偏振度-粘度)_图文 第卷，第期 年月光谱学与光谱分析， 运用偏振荧光的手段研究氧化胁迫对小麦叶绿体荧光的影响 冯娟，冯丹丹，白英男，林军岳，李加伟，任正隆 电子科技大学生命科学与技术学院，四川成都 摘要采集抽穗期小麦旗叶，采用?、干旱、黑暗处理诱导产生氧化损伤模型，然后运用偏振荧光的手段检测了叶绿体的荧光发射谱和荧光激发谱，结果发现，无论选择激发叶绿素（）分子，或固定激发叶绿素（）分子，氧化胁迫后光系统反应中心与光系统反应中心的荧光发射峰峰面积比值，。呈上升趋势；通过比较偏振荧光激发谱上

2、。，。和，。比值，发现随着氧化胁迫的进行，对于反应中心能量传递的相对贡献大于；此外，类胡萝卜素向能量传递效率在各个偏振方向上均有所提高；通过计算偏振度及粘度，发现氧化胁迫处理促使处荧光偏振度提高，内囊体膜微环境粘度增加。上述结果为研究氧化胁迫提供了一种简单、易行的方法。关键词氧化胁迫；叶绿体；偏振荧光；偏振度；粘度 中图分类号：文献标识码：（ 中国春小麦种子于月份播种，第二年月份抽穗期 引言 偏振荧光是在常规荧光的入射和发射光路分别放置两个期间取材。剪取抽穗期小麦旗叶，去除顶端和底部后，称重约，表皮向下置于培养皿底的湿滤纸上，分别在正常、黑暗、干旱以及含有?条件下培养 法，制备获得的叶绿体悬浮

3、液进行光谱检测。 室温偏振荧光光谱检测 采用荧光光谱仪检测入射和出射偏振方向 分别为垂直垂直（）、垂直水平（）、水平水平 （）和水平垂直（）时的偏振荧光发射谱和偏振荧光激 发谱。检测荧光时入射和出射狭缝均选择，扫描速度 为?。，偏振片，通过调节两个偏振片的夹角来检测荧光强度的一种装置。其强度不仅与分子大小有关，而且还可以反映出体系粘度、能量传递等信息，因此已运用于研究配体一受体、酶一底物、抗体一抗原结合、蛋白质相互作用、细胞信号传导通路中蛋白磷脂酶活性、蛋白激酶活性、蛋白质能量传递、膜流动性等领域。在小麦生长发育过程中容易受各种环境因素（包括低温、黑暗、干旱、高盐、强光照、水胁迫或植物激素脱落

4、酸等）影 响。，在这些胁迫过程中植物体内会产生大量活性氧自由 基（用滤纸吸干水分后备用。小麦叶绿体的提取参考文献方，），包括、?和结果与讨论 叶绿体的偏振荧光发射谱 图（）一（）分别给出激发波长，小麦离体叶片 在未进行处理、处理、干旱、黑暗处理后叶绿体 悬浮液的偏振荧光发射谱。由图可知，当入射和发射偏振（。在高浓度进攻下，核酸、蛋白质（包括抗氧化酶等）会遭受氧化损伤；此外，叶绿体膜的主要成分不饱和脂肪酸会发生脂质过氧化、膜的通透性会发生改变。鉴于荧光偏振度与体系粘度、膜流动性有关，采用偏振荧光研究了?“、黑暗和干旱条件处理的小麦 叶绿体的偏振荧光，获得初步结果。方向相同时（即和状态下），伴随的

5、激发光 选择性地激发天线系统中的分子，观察到叶绿体悬浮 液的最大荧光发射峰均出现在，它归属于光系统 （）反应中心原初电子供体的荧光发射，其产生的 原因是由于天线系统中的激发态分子向反应中心实验部分小麦叶片的培养、采集及叶绿体提取 收稿日期：。修订日期： 基金项目：国家自然科学基金项目（，）资助 作者简介：冯娟，女，年生，电子科技大学生命科学与技术学院副教授： 光谱学与光谱分析第卷发生了能量传递。当入射和发射偏振方向相互垂直时（即 和状态下），我们仍然观察到了的荧光发射。 鉴于在光合作用体系中大多数叶绿素分子均是通过非共价键 方式结合于特定的色素一蛋白复合物微环境中，当其受激发 后不易发生转动，

6、因此上述去偏振现象的产生与能量传递过程有关，它是由于在一一能量传递过程中分子偶极矩取向发生变化所致。当激发波长红移至选择性激发叶绿素分子（）时观察到类似去偏振现象，见图（）一（）。 如 （）（），（）（），（） （）（）（）（）一（）（）一（）， 除上述现象外，在激发的情况下，我们还观察从表中数据可知，除了的荧光发射外，在附 近还观察到了光系统（）反应中心的荧光发射。通 过比较不同处理条件下的分峰结果，我们发现无论 选择或者到当激发和发射偏振方向为状态时，叶绿体在左右出现一个明显的荧光发射峰，该峰在条件下较弱，而当激发和发射偏振方向相互垂直的情况下几乎观察不到。 当激发波长改变至时，该发射峰红

7、移至。为 了探讨该峰是否与散射有关，我们计算了激发波长 和发射波长之间的能级间隙，发现在和两种激 发波长下，激发波长与散射波长之间的波数差分别为 的归属尚待深入研究。 为了获得更多的信息，我们进一步对范围 的偏振荧光发射谱进行了高斯解析处理，结果见图和表。 如激发体系，随着各种胁迫的进行，在各个偏振方向上和荧光发射峰峰面积的比值。，加均较正常叶片呈现增加的趋势，见表。此现象说明氧化胁迫对于天线系统中一一及一一的能量传递过程产生了不同的影响，分析其原因可能与（）氧化胁迫对于和的主要捕光天线和中色素含量的影响程度不同；（）膜损伤后色素取向发生改变，影响了能量传递效率；（）膜损伤后工的能量传递过程受

8、到影响。和，显然该发射峰不属于散射。至于该峰 加 第期 光谱学与光谱分析（） ， ， 正常组 组 干旱组 黑暗组 加 （），（）， （），（）嗍 叶绿体的偏振荧光激发谱 图（）一（）显示了检测波长为时正常小麦叶 片、各种胁迫处理小麦叶片叶绿体的偏振荧光激发谱。由图 可知，在不同偏振方向下范围均存在叶绿素分 子的贡献，其中和的最大激发峰位置分别位于 和附近，它们的相对贡献。，随着偏振方 向的不同及处理条件的改变而变化。对于正常的离体叶片， 如图（）及表所示，当入射光偏振方向和出射光偏振方向 均为垂直时，。，比值为，这反映出天线系统中 分子捕获光能、并向反应中心能量传递的效 率稍高于分子，而在其它

9、三种情况（，）结 果相反（见表）。进一步比较图（）一（）及表结果，我们 发现伴随着各种条件的胁迫处理，在每个偏振组合方向上 。，。比值均较正常叶片偏高。除了从上述偏振荧光激发 谱获得叶绿素的信息外，我们还参考相关文献计算了及 类胡萝卜素（，）向能量传递效率的高低。由表可知，在经历了氧化胁迫后，能量传递效率呈增加趋势。上述变化一方面与氧化胁迫后和比值发生变化有关；另一方面可能是由于膜流动性改变后，分子取向发生了变化，影响了能量传递效率所致。至于图（）一（）中左右的贡献，由于其位置会随着检测波长移动而改变（当检测波长红移至楚。叶绿体的偏振度及粘度变化时，其位置蓝移至，图未给出），因此其归属尚不清根据公式一（）（）和一脯，其中和是激发光偏振方向垂直、发射光偏振方向分别为垂直、