PCE│中國農科院作科所周文彬與山東農業大學宋憲亮團隊合作揭示水稻對長期波動光適應的機制

2021-01-17 植物科學SCI

2020 年11 月20 日，中國農科院作科所周文彬與山東農業大學宋憲亮團隊合作在Plant, Cell & Environment 發表了題為Leaf photosynthetic and anatomical insights into mechanisms of acclimation in rice in response to long‐term fluctuating light 的研究論文。文章研究揭示了水稻對長期波動光適應的機制。



長期波動光(fluctuating light, FL) 條件在自然環境中非常常見。不同物種適應FL 的生理生化機制不同。然而，目前大多數關於FL 馴化的結論都是基於藻類或擬南芥的研究。而水稻是如何整合多種生理變化以適應長期的FL，目前尚不清楚。 


在本研究中，作者發現在長期的FL 條件下，水稻的生長受到抑制。通過系統地測量表型和生理參數，研究發現：1）短期的FL，光合系統I（PSI）受到抑制，而長期FL 處理 1-7 天后，PSI 和PSII 均受到抑制。較高的電子傳輸受體方(acceptor‐side) 的限制和較高的整體非光化學猝滅（non‐photochemical quenching, NPQ）分別解釋了PSI 和PSII 效率較低的原因。2）類囊體膜pH 差的增加和類囊體質子電導率的降低表明ATP 合成酶活性的降低。3）用電子顯微鏡觀察，發現在FL 處理7 天后，膜堆積(membrane stacking) 和氣孔開度降低。


波動光導致氣孔導度和氣孔開度降低 


綜上所述，本研究揭示了水稻對長期波動光適應的機制，即：在長期FL 條件下，電子流、ATP合成酶活性和NPQ 的調控是決定水稻生長性能的主要過程。 


文章連結：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.13954


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