光合作用原初反应中的能量分配机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31560069
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0203.植物光合与固氮
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Primary reaction of photosynthesis involves some processes such as light energy absorption, energy transfer and energy distribution. The distribution quantities will directly influence the processes of formation of reducing power and carbon assimilation process. Therefore, the mechanism of light energy distribution of primary reaction is an important part of photosynthesis research. At present, people investigated on it through one photochemistry pathway, or simplified to consider light energy to distribute to photochemistry, heat dissipation and chlorophyll fluorescence, so we can not reveal the essence of light energy distribution in primary reaction of photosynthesis. In view of photosynthetic pigments playing a very key role in light energy absorption and transfer in photosynthesis, we will plan to utilize single photosynthetic pigment molecule as research object, comprehensively utilize transition theory of energy level of molecule physics, quantum mechanics, detail balance principle and differential equation to investigate the response function of molecule numbers of photosynthetic pigment molecules in the excited state, light energy distribute rule to photochemistry, heat dissipation and chlorophyll fluorescence when it absorbs light quantum, as well as the relationship between dissipation energy with physical parameters of light-harvesting pigments, to elucidate light energy distribution mechanism in primary reaction because of a purely physical process of primary reaction of photosynthesis. It will be important meaning to recognize essence of primary reaction, light energy use coefficient of crops and photoadaptation mechanism when these questions are understood. Also it will provide a new idea and theoretical basis to increase crop yield.
原初反应涉及光合色素分子的光能吸收、传递和能量分配等,其能量分配的多少直接影响着后续同化力的形成和碳同化进程。因此,原初反应的能量分配及其分配机制是光合作用中的重要研究内容。目前,人们对它的研究仅考虑光化学反应这条途径,或简单地将能量恒定分配到光化学反应、热耗散和叶绿素荧光这三条途径,因而不能揭示原初反应的能量分配本质。本项目针对光合色素分子在原初反应中的关键作用以及原初反应是一纯物理过程,拟以单个光合色素分子为研究对象,利用分子物理学中能级跃迁理论、量子力学和微分方程等,研究光合色素分子吸收光能后跃迁到激发态的分子数对光的响应函数,光能分配到光化学反应、热耗散和叶绿素荧光这三条途径的变化规律以及它们与光合色素分子物理参数之间的关系,阐明原初反应中的能量分配机制。这对认识植物光合作用原初反应的本质、光能利用效率和光适应机理等具有重要的科学意义,也有望为提高作物产量提供新的思路和理论依据。

结项摘要

原初反应涉及光合色素分子的光能吸收、传递和能量分配等,其能量分配的多少直接影响着后续同化力的形成和碳同化进程。因此,原初反应的能量分配及其分配机制是光合作用中的重要研究内容。目前,人们对它的研究仅考虑光化学反应这条途径,或简单地将能量恒定分配到光化学反应、热耗散和叶绿素荧光这三条途径,因而不能揭示原初反应的能量分配本质。本项目针对光合色素分子在原初反应中的关键作用以及原初反应是一纯物理过程,拟以单个光合色素分子为研究对象,利用分子物理学中能级跃迁理论、量子力学和微分方程等,研究光合色素分子吸收光能后跃迁到激发态的分子数对光的响应函数,光能分配到光化学反应、热耗散和叶绿素荧光这三条途径的变化规律以及它们与光合色素分子物理参数之间的关系,阐明原初反应中的能量分配机制。这对认识植物光合作用原初反应的本质、光能利用效率和光适应机理等具有重要的科学意义,也有望为提高作物产量提供新的思路和理论依据。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
叶片光能利用效率和水分利用效率对光响应的模型构建
  • DOI:
    10.13592/j.cnki.ppj.2017.0059
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    植物生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶子飘;张海利;黄宗安;杨小龙;康华靖
  • 通讯作者:
    康华靖
C3 和C4 植物光能利用效率和水分利用效率的比较研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    浙江农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶子飘;杨小龙;康华靖
  • 通讯作者:
    康华靖
基于光响应机理模型的不同植物光合特性
  • DOI:
    10.13292/j.1000-4890.201609.032
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶子飘;胡文海;闫小红;段世华
  • 通讯作者:
    段世华
不同CO_2浓度下大豆叶片的光合生理生态特性
  • DOI:
    10.13287/j.1001-9332.201802.025
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶子飘;康华靖;段世华;王怡娟
  • 通讯作者:
    王怡娟
植物电子传递速率对光响应模型的比较研究
  • DOI:
    10.16872/j.cnki.1671-4652.2018.01.018
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    扬州大学学报(农业与生命科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶子飘;杨小龙;冯关萍
  • 通讯作者:
    冯关萍

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CO_2对植物在光补偿点附近量子效率的影响
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    叶子飘
  • 通讯作者:
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  • 作者:
    叶子飘
  • 通讯作者:
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  • 作者:
    叶子飘
  • 通讯作者:
    叶子飘

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    地区科学基金项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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