氮素营养是高等植物和藻类生长所需的大量元素之一，氮素的缺乏对光合生物的光合作用有着明显的影响，而PSⅡ对环境中营养缺乏的响应是光合生物适应环境过程中的重要方面。尽管氮素缺乏对PSⅡ的伤害已经有了大量的研究，但是这些研究主要集中在对PSⅡ受体侧影响的方面，就是说氮素缺乏对PSⅡ伤害方式的研究尚不够系统，本试验中，我们研究了氮素胁迫条件下，螺旋藻细胞PSⅡ结构和功能的变化，探讨氮素缺乏对PSⅡ伤害的方式和位点，以求对螺旋藻光合作用对氮素缺乏的适应机理有更进一步的了解。研究结果如下：　　 1氮素缺乏处理后，螺旋藻细胞的叶绿素a、类胡萝卜素、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白及蛋白含量均呈下降趋势。　　 2氮素缺乏处理后，螺旋藻细胞光合放氧活性、总电子传递活性和PSⅡ电子传递活性均下降。　　 3通过放氧活性、热致发光(TL)、多相荧光瞬态上升动力学曲线(OJIP曲线)的测定以及Western杂交，研究了氮素缺乏对螺旋藻细胞PSⅡ供体侧蛋白含量及功能的影响。结果表明：氮素缺乏的螺旋藻细胞PSⅡ电子传递活性下降；TL B-band和Q-band强度降低，B-band峰位因氮素的缺乏向低温移动而Q-band峰位向高温移动；OJIP曲线中J、I和P相荧光强度降低；对Mn簇稳定蛋白OEC33含量的测定表明，氮素缺乏会引起该蛋白从类囊体膜上脱落。细胞B-band的振荡强度因氮素的缺乏而快速下降，但是其周期振荡仍存在，尽管在处理后期这种周期振荡变得很弱。以上结果表明氮素缺乏会伤害PSⅡ的放氧侧，从而影响PSⅡ的活性。　　 4通过OJIP曲线的测定以及JIP-test、闪光诱导的可变荧光衰减动力学、TL的分析，我们研究了氮素缺乏对螺旋藻细胞PSⅡ受体侧的影响。结果表明：氮素缺乏60小时后螺旋藻细胞的OJIP曲线和施加DCMU阻断QA-到QB电子传递后的OJIP曲线类似；电子传递到QA之后受体的概率(Ψo)和传递到QA之后受体的最大量子产量(ψEo)因氮素的缺乏而逐步下降。荧光衰减动力学中快相组分半衰期延长、所占总可变荧光比例下降，表明QA-到QB电子转移变慢，中相组分半衰期延长、所占比例下降，说明PQ与空的QB位点的结合减慢，可能是PQ与QB位点的结合能力下降；慢相组分半衰期缩短、所占比例上升，而且施加DCMU后，衰减曲线没有明显的差异，说明S2与QA-的电子重组几乎不受氮素缺乏的影响。Western的结果也表明，PSⅡ反应中心蛋白D1随氮素的缺乏而逐步下降，而双向电泳结果表明另一反应中心蛋白D2含量下降的幅度相对较小。以上结果说明，氮素缺乏引起了PSⅡ受体侧的伤害，且伤害位点主要在D1蛋白。　　 5氮素缺乏条件下，螺旋藻细胞PSⅡ的供体侧和受体侧均受到伤害，由放氧活性先于可变荧光的下降等结果可以推知，氮素缺乏对PSⅡ供体侧的伤害可能先于对受体侧的伤害。所以说氮素缺乏对螺旋藻细胞PSⅡ的伤害是多位点的，而且正是由于对PSⅡ的供体侧和受体侧的伤害，使得活性PSⅡ数量下降。　　 6为适应氮素缺乏，螺旋藻PSⅡ反应中心会降低捕光色素蛋白含量，维持类胡萝卜素与叶绿素a的比值，提高有活性PSⅡ的耗能效率(DIo/RC)，保持一定的激发能转化效率(TRo/RC)，降低活性PSⅡ的数量，降低PSI和ATP合成酶的蛋白含量。