光合作用的CO2阶跃响应动态生化模型

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.

关键词：光合作用、动态生化模型、CO2阶跃

所属期刊栏目：26

分类号：Q945.1;S641.1(植物学)

资助基金：国家自然科学基金;国家科技攻关计划

在线出版日期：2010-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：814-822