[所屬分類:新聞動態] [發布時間:2019-10-23] [發布人:] [閱讀次數:] [返回]

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光合作用(Photosynthesis)，即光能合成作用，是植物、藻類和某些細菌，在可見光的照射下，經過光反應和暗反應，利用光合色素，將二氧化碳(或硫化氫)和水轉化為有機物，將光能轉化成化學能儲存在有機物中，并釋放出氧氣(或氫氣)的生化過程。光合作用是一系列復雜的代謝反應的總和，是生物界賴以生存的基礎，也是地球碳氧循環的重要媒介。光合作用對植物實現自然界的能量轉換、維持大氣碳氧平衡具有重要意義。

 昆明植物研究所黃偉副研究員介紹，自然條件下，植物葉片接受到的光照強度隨時在波動，時而光照不足，時而光能過剩。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活性損傷并影響植物生長。根據光合作用理論模型，環式電子傳遞和水水循環這兩種替代電子傳遞途徑，都可保護被子植物免受強光波動的損傷。一直以來人們認為，環式電子傳遞介導的跨類囊體膜質子梯度的形成，是被子植物適應適應波動光強的主要調控機制，但對水水循環的調控作用卻鮮有研究。

  不久前，該所張石寶研究團隊在對被子植物適應波動光強的光合調控策略的研究中發現，在光強突然增加的前20秒內，模式植物擬南芥葉綠體并不能建立充分的跨類囊體膜質子梯度，進而導致過剩的電子從光系統II傳遞到光系統I，造成光系統I的過度還原，引發活性氧自由基的產生并造成光系統I損傷。雖然光系統I反應中心的過度還原會激發環式電子傳遞，但這仍然無法避免擬南芥光系統I發生損傷。由于擬南芥的水水循環活性很低，這一結果仍然不能排除水水循環在波動光強中的調控作用。

  基于前期研究團隊在華東山茶中發現的水水循環適應強光脅迫的重要策略，研究人員對華東山茶作了進一步研究，他們發現水水循環能夠快速將光系統I處過剩的電子傳遞給氧氣以解除光系統I的過度還原態，進而保護光系統I活性免受波動光強的損傷。

  進一步研究發現，在波動光強中，水水循環是一種比環式電子傳遞更為高效的光保護策略。這在國際上首次揭示水水循環在波動光強下的重要調控作用，但在不同物種間，水水循環護策略也存在多樣性與復雜性。