Nature Plants: 藍藻四聚體光系統I的生理和進化意義

2020-11-28 科學技術部

　　近日，美國田納西大學等科研機構的研究人員在Nature Plants上發表了題為「Physiological and evolutionary implications of tetrameric photosystem I in cyanobacteria」的文章，對藍藻四聚體光系統Ⅰ的生理和進化意義進行了深入研究。

　　光合作用可以將光能轉換成化學能。光系統Ⅰ（Photosystem Ⅰ，PSI）和光系統II（Photosystem II，PSII）是執行光合作用光反應的重要的超大色素-蛋白複合體。在高等植物和綠藻中，PSⅠ是以單體的形式存在。在藍藻中，PSⅠ以三聚體和四聚體兩種形式存在。近年來有關四聚體PSⅠ的報導，對其結構基礎、生理作用、系統發生和進化意義提出了質疑。科研人員檢測了61株藍藻的PSⅠ，結果表明，四聚體PSⅠ在可以形成異型胞的絲狀藍細菌及其近親中廣泛存在。生理學研究表明，在高光照下，四聚體PSⅠ的表達以及與PSⅠ結合的類胡蘿蔔素（粘液葉黃素、角黃素和棘皮酮）的含量均增加。這項工作表明，四聚體PSⅠ是藍藻對高強光照條件的適應，PSⅠ結構蛋白PsaL（PSⅠ-L subunit of photosystem I）的變化導致了三聚體PSⅠ的單體化，支持了四聚體PSⅠ是植物和藻類從三聚體PSⅠ向單體PSⅠ過渡的進化中間產物的假設。（摘譯自Nature Plants, Published: 09 December 2019）

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