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植物適應(yīng)波動光強(qiáng)的光合調(diào)控機(jī)制研究獲進(jìn)展
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- 【資料簡介】
自然環(huán)境中的光照強(qiáng)度通常在短時間內(nèi)出現(xiàn)頻繁劇烈的波動,稱為波動光強(qiáng)。當(dāng)光強(qiáng)突然增加時,植物葉片吸收的過剩光能較易造成光系統(tǒng)I活性損傷,影響植物生長。因此,波動光強(qiáng)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(qiáng)下的光合調(diào)控策略,對理解植物適應(yīng)自然光照具有重要意義,在農(nóng)作物增產(chǎn)方面也具有潛力。
傳統(tǒng)理論認(rèn)為,環(huán)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(qiáng)下保護(hù)光系統(tǒng)I活性的主要調(diào)控機(jī)制。根據(jù)光合電子傳遞模型,水-水循環(huán)的上調(diào)和光系統(tǒng)II活性的下調(diào)可減少光系統(tǒng)II到光系統(tǒng)I的電子傳遞,避免光系統(tǒng)I活性受到波動光強(qiáng)的損傷。但是,這兩個調(diào)控策略在被子植物適應(yīng)波動光強(qiáng)中的作用目前關(guān)注較少。
中國昆明植物研究所特色觀賞植物新品種選育與產(chǎn)業(yè)化示范團(tuán)隊(duì)研究員張石寶研究組,近期針對波動光強(qiáng)下的光合調(diào)控策略開展研究,獲得系列發(fā)現(xiàn):山茶屬植物均通過水-水循環(huán)途徑避免光系統(tǒng)I在波動光強(qiáng)下受損,且水-水循環(huán)是一種比環(huán)式電子傳遞更高效的策略;七葉一枝花通過下調(diào)光系統(tǒng)II活性避免光系統(tǒng)I在波動光強(qiáng)下受損,在野生被子植物中發(fā)現(xiàn)光系統(tǒng)II活性的下調(diào)是適應(yīng)波動光強(qiáng)的重要調(diào)控策略;高溫會加劇煙草未成熟葉片在波動光強(qiáng)下的光系統(tǒng)I損傷程度,但成熟葉片的光系統(tǒng)I活性對此較不敏感;波動光強(qiáng)下的光系統(tǒng)I活性受損程度主要受波動光強(qiáng)的弱光背景的影響,環(huán)式電子傳遞在波動光強(qiáng)下的激發(fā)程度主要受光系統(tǒng)I氧化還原態(tài)的調(diào)控。
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