光合作用的CO2阶跃响应动态生化模型

• 作者: 何俊萍 程雪 薛占军 钱稷 高志奎 高荣孚
• 来源期刊: 生物物理学报
• 学科: 农学
• 关键词: 光合作用 动态生化模型 CO2阶跃
• 年，卷（期）: 2010,（9）
• 页码范围: 814-822
• 页数: 9页
• 分类号: Q945.1|S641.1
• 语种: 中文

摘要

针对CO2阶跃变化下光合动态响应的振荡现象,依据经典的光合系统酶触反应动力学,初步尝试构建了光合系统反馈控制动态生化模型.该模型以卡尔文环的核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)接触反应的酶动力学进程作为核心,以磷酸甘油酸(phosphorylglyceric acid,PGA)还原和接续的核酮糖-1,5-二磷酸(ribulose-1,5-bisphosphate,RuBP)再生的多级过程高度简化为复合酶接触反应的酶动力学进程为反馈,构成反馈控制系统.采用经典的控制系统传递函数分析手段,将反馈控制系统表达为光合动态生化模型传递函数.据此模型将实测羧化速率Vc振荡动态进行仿真拟合,呈现出很高的拟合度(r=0.9377**).这表明,在卡尔文环或者光合系统反馈环中,因RuBP的消耗和再生补充不平衡引起的光合振荡现象,与光合系统酶接触反应动力学参数(k)造成各个中间产物再生的"滞后"效应有关.从而在机理上解释了Laisk和Walker(1986)的无机磷(inorganic phosphate,Pi)再生供应的光合动态生化模型中,需要假定代谢途径中蔗糖合成"滞后15～20 s"才能表现出光合振荡效果的现象.