昆明植物所植物適應波動光強的光合調控機制研究獲進展

2020-12-27 瀟湘晨報

自然環境中的光照強度通常在短時間內出現頻繁劇烈的波動，稱為波動光強。當光強突然增加時，植物葉片吸收的過剩光能較易造成光系統I活性損傷，影響植物生長。因此，波動光強是植物遭受的自然光照脅迫之一。揭示植物葉片在波動光強下的光合調控策略，對理解植物適應自然光照具有重要意義，在農作物增產方面也具有潛力。

傳統理論認為，環式電子傳遞這一替代電子傳遞途徑是被子植物在波動光強下保護光系統I活性的主要調控機制。根據光合電子傳遞模型，水-水循環的上調和光系統II活性的下調可減少光系統II到光系統I的電子傳遞，避免光系統I活性受到波動光強的損傷。但是，這兩個調控策略在被子植物適應波動光強中的作用目前關注較少。

中國科學院昆明植物研究所特色觀賞植物新品種選育與產業化示範團隊研究員張石寶研究組，近期針對波動光強下的光合調控策略開展研究，獲得系列發現：山茶屬植物均通過水-水循環途徑避免光系統I在波動光強下受損，且水-水循環是一種比環式電子傳遞更高效的策略；七葉一枝花通過下調光系統II活性避免光系統I在波動光強下受損，在野生被子植物中發現光系統II活性的下調是適應波動光強的重要調控策略；高溫會加劇菸草未成熟葉片在波動光強下的光系統I損傷程度，但成熟葉片的光系統I活性對此較不敏感；波動光強下的光系統I活性受損程度主要受波動光強的弱光背景的影響，環式電子傳遞在波動光強下的激發程度主要受光系統I氧化還原態的調控。

相關研究成果分別發表在BBA-Bioenergetics、Photosynthesis Research、Environmental and Experimental Botany、Plant Science等上。研究工作得到國家自然科學基金、中科院青年創新促進會等的資助。

論文連結：1、2、3、4、5

【來源：昆明植物研究所】

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