Gloeobacter violaceus PCC 7421是一种特殊的单细胞蓝细菌，很早就已经从蓝藻的进化中分离，成为人们研究光合作用的模式生物之一。人们可以利用它研究参与光合作用各组分的结构、功能、调控及进化等各方面的内容。近日，德国鲁尔大学学者Gábor Bernát等通过研究，发现了这种缺少类囊体膜的远古蓝藻与其他光合藻类相同，都具有两大基本光合特征，即状态转换和非光化学淬灭。文中蓝藻的状态转换是利用最新的MULTI-COLOR-PAM进行测定。通过实验发现，无论低温荧光光谱还是室温荧光光谱都显示G. violaceus与其他蓝藻一样能够进行状态转换。在黑暗条件下为状态2，当对其照射微弱的蓝光或远红光时，转变成状态1。与状态2相比，在状态1中的荧光产量明显增加，接近增加80%，而PSII的吸收截面却只增加了8%。微弱蓝光通过诱导状态1增加荧光产量，而与之相反的是，强蓝光可逆地淬灭了G. violaceus的叶绿素荧光。这一结果表明在这种原始蓝藻中，热耗散的调节是通过类胡萝卜素蛋白进行的。（Bernát et al., Unique Properties vs. Common Themes: The Atypical Cyanobacterium Gloeobacter violaceus PCC 7421 is Capable of State Transitions and Blue-light Induced Fluorescence Quenching, Plant Cell Physiol., 2012, in press）

图1 集胞藻（Synechocystis）与G. violaceus的77K低温荧光曲线，激发波长为440及435nm

图2 集胞藻（Synechocystis）与G. violaceus的77K低温荧光曲线，激发波长为580及565nm

图3 利用强远红光将G. violaceus从状态2转变为状态1

 

 

图4 暗适应（状态2）及蓝光诱导（状态1）下细胞的快相曲线

图5 细胞的O-I₁荧光上升曲线

图6 有蓝光诱导的细胞非光化学荧光淬灭

 

表1. 根据图5曲线拟合出的荧光参数表