苔藓植物光合作用荧光光谱和动力学荧光的比较

本文首次比较了光合作用的荧光光谱和荧光动力学在苔藓植物的原始种类和进化种类之间的异同。原始的和进化的苔藓植物具有发射波长相同的室温荧光光谱，其发射高峰位于686-690nm(来自光系统Ⅱ)和736-740nm(来自光系统Ⅰ)。  而它们的低温(77K)荧光光谱有三个发射峰：F687-689和F697-699来自光系统Ⅱ，F723-734来自光系统I。 前两个峰在原始的和进化的种类中基本相同。  按第三个发射峰可把被测的苔藓植物分为两组：发射峰在725nm左右的有细牛毛藓、长肋对齿藓、对齿藓、斜叶芦荟藓、密集匍灯藓和地钱，它们是较原始的藓类和较进化的苔类；发射峰在732nm左右的有细枝羽藓、东亚金灰藓、鼠尾藓、鳞叶藓、粗枝藓和美灰藓等较进化的藓类，也有较原始的钝叶匍灯藓。已知光系统I核心复合物CPI的77K荧光发射峰在722nm，而CPIa(核心复合物与外周天线复合物)和LHC-I(外周天线复合物)的发射峰在730nm。这说明在苔藓植物进化过程中，光系统Ⅱ比较保守；而光系统Ⅰ有所变化，原始的藓类主要含有光系统Ⅰ核心复合物，而较进化的藓类才含有较完善的外周天线复合物。光合作用荧光动力学分析表明，在原始藓类和地钱中具有较低的光系统Ⅱ活性、光系统Ⅱ的原初光能转换效率、光合碳同化和潜在的光合量子转换效率；而较进化的具有较高的活性和效率。 但是，原始的密集匍灯藓也具有较高的活性和效率，而进化的美灰藓却具有较低的活性和效率。这可能表明这两种植物是由原始向进化发展过程中的中间类型。