Особенности фотоиндуцированного образования водорода зеленой микроводорослью Chlamydomonas reinhardtii в условиях недостатка магниятезисы доклада

Работа с тезисами доклада


[1] Особенности фотоиндуцированного образования водорода зеленой микроводорослью chlamydomonas reinhardtii в условиях недостатка магния / А. А. Волгушева, Т. К. Антал, Г. П. Кукарских и др. // Фотосинтез и фотобиотехнология. Фундаментальные и прикладные аспекты. Сборник тезисов. — Пущино, 2015. — С. 28–28. Недостаток в среде таких макроэлементов как сера, азот, и фосфор индуцирует ряд специфических изменений метаболизма в зеленых микроводорослях, способствуя установлению анаэробных условий в культуре, индукции гидрогеназы и длительному выделению водорода на свету[1,2]. Основными механизмами, обусловливающими фотообразование Н2, являются снижение содержания и активности ФС2, деградация Рубиско и других ферментов цикла Кальвина, а также накопление значительных запасов крахмала и переход ФА в состоянии 2. Несмотря на низкую активность ФС2 в анаэробной фазе голодания, ФС2 является основным донором электронов для гидрогеназы и выделение Н2 является результатом биофотолиза воды. Разработанный нами метод индукции магниевого (Mg) голодания позволил значительно оптимизировать процесс фотообразования водорода в основном за счет увеличения продолжительности периода выделения Н2 (до 250ч) по сравнению с другими типами голодания.. Существенным отличием Mg голодания является сохранение высокой активности ФС2 (∼60% от контрольного уровня) в течение анаэробной фазы голодания. Высокая устойчивость к фотодеструкции обусловлена, по-видимому, значительным уменьшением антенны ФС2 (отношение хлорофилла а/b увеличивалось на 40%) и высокой скоростью дыхания (выше вдвое). При Mg голодании наблюдали значительно более быстрое расходование крахмала по сравнению с голоданием по сере. Отсутствие Mg значительно изменяет структуру фотосинтетического аппарата и первичные процессы фотосинтеза. У голодающих по Mg клеток C. reinhardtii происходят существенные изменения в перераспределении потоков энергии и активация альтернативных электрон-транспортных путей. Увеличение выхода флуоресценции (Ft, Fm и Fm’) указывает на нарушение путей диссипации поглощенной энергии в РЦ ФС2. В голодающих клетках снижается количество активных РЦ, о чем свидетельствует уменьшение параметра Fv/Fm. Происходит также уменьшение скорости электронного транспорта (ETR) и фотохимического тушения флуоресценции (qP) рассчитанных из световых кривых. Анализ светоиндуцированных изменений редокс состояний Р700 показал, что в голодающих клетках ФС1 находится в более восстановленном состоянии по сравнению с контролем, что указывает на увеличение восстановленности акцепторной стороны ФС1. Полученные данные свидетельствуют об увеличение вклада циклического транспорта электронов вокруг ФС1. Растет также скорость хлородыхания, которое является безопасным способом утилизации избытка восстановителя в хлоропласте. Переход ФСА в состояние 2, способствует снижению скорости фотоингибирования. Данные изменения выполняют фотозащитную функцию, направленную на повышение жизнеспособности клетки в условиях переизбытка восстановительных эквивалентов в ЭТЦ при голодании.

Публикация в формате сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл скрыть