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科研进展

昆明植物所在植物适应波动光强的光合调控机制方面取得系列进展

文章来源:资源植物与生物技术重点实验室  |  发布时间:2020-10-28  |  作者:黄伟  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  自然环境中的光照强度通常在短时间内出现频繁剧烈的波动,称为波动光强。当光强突然增加时,植物叶片吸收的过剩光能容易造成光系统I活性损伤并严重影响植物生长。所以,波动光强是植物频繁遭受的自然光照胁迫之一。揭示植物叶片在波动光强下的光合调控策略对于理解植物适应自然光照具有重要意义,同时在农作物增产方面表现出巨大潜力。 

  传统理论认为,环式电子传递这一替代电子传递途径是被子植物在波动光强下保护光系统I活性的主要调控机制。根据光合电子传递模型,水-水循环的上调和光系统II活性的下调可以减少光系统II到光系统I的电子传递,进而避免光系统I活性受到波动光强的损伤。但是,鲜有研究关注这两个调控策略在被子植物适应波动光强中的作用。 

  中国科学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、发现山茶属植物均通过水-水循环途径避免光系统I在波动光强下受损,且水-水循环是一种比环式电子传递更为高效的策略。 

  2、发现七叶一枝花通过下调光系统II活性来避免光系统I在波动光强下受损,这是首次在野生被子植物中发现光系统II活性的下调是适应波动光强的重要调控策略。 

  3、发现高温会加剧烟草未成熟叶片在波动光强下的光系统I损伤程度,但成熟叶片的光系统I活性对此不敏感。 

  4、发现波动光强下的光系统I活性受损程度主要取决于波动光强的弱光背景,环式电子传递在波动光强下的激发程度主要受光系统I氧化还原态的调控。 

  上述研究成果分别发表在BBA-Bioenergetics(生物物理一区)、Photosynthesis Research(国际光合作用协会会刊)、Environmental and Experimental BotanyPlant Science等期刊。这些研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会等项目等资助。 

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(责任编辑:李雪)

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原本山川 极名草木