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昆明植物所在植物適應波動光強的光合調控機制方面取得系列進展

文章来源:資源植物與生物技術重點實驗室  |  发布时间:2020-10-28  |  作者:黄伟  |  浏览次数:  |  【打印】 【關閉

 

  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,稱爲波動光強。當光強突然增加時,植物葉片吸收的過剩光能容易造成光系統I活性損傷並嚴重影響植物生長。所以,波動光強是植物頻繁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于理解植物適應自然光照具有重要意義,同時在農作物增産方面表現出巨大潛力。 

  傳統理論認爲,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活性的下調可以減少光系統II到光系統I的電子傳遞,進而避免光系統I活性受到波動光強的損傷。但是,鮮有研究關注這兩個調控策略在被子植物適應波動光強中的作用。 

  中國科學院昆明植物研究所特色观赏植物新品种选育与产业化示范团队张石宝研究组近期针对波动光强下的光合调控策略开展了深入研究,取得了以下成果: 

  1、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爲高效的策略。 

  2、發現七葉一枝花通過下調光系統II活性來避免光系統I在波動光強下受損,這是首次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。 

  3、發現高溫會加劇煙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活性對此不敏感。 

  4、發現波動光強下的光系統I活性受損程度主要取決于波動光強的弱光背景,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。 

  上述研究成果分別發表在BBA-Bioenergetics(生物物理一區)、Photosynthesis Research(國際光合作用協會會刊)、Environmental and Experimental BotanyPlant Science等期刊。这些研究工作得到国家自然科学基金、中國科學院青年创新促进会等项目等资助。 

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(責任編輯:李雪)

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原本山川 极名草木