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　　近期，中科院昆明植物所研究員張石寶團(tuán)隊(duì)對(duì)被子植物適應(yīng)波動(dòng)光強(qiáng)的光合調(diào)控策略開(kāi)展了深入的研究，國(guó)際上首次揭示了水水循環(huán)在波動(dòng)光強(qiáng)下的重要調(diào)控作用。相關(guān)研究結(jié)果分別發(fā)表于《環(huán)境與實(shí)驗(yàn)植物學(xué)》《植物科學(xué)》和《生物化學(xué)與生物物理學(xué)學(xué)報(bào)—生物能源學(xué)》。

　　根據(jù)光合作用理論模型，環(huán)式電子傳遞和水水循環(huán)這兩種替代電子傳遞途徑都可以保護(hù)被子植物的光系統(tǒng)I活性免受波動(dòng)光強(qiáng)的損傷。一直以來(lái)，環(huán)式電子傳遞介導(dǎo)的跨類囊體膜質(zhì)子梯度的形成被認(rèn)為是被子植物適應(yīng)波動(dòng)光強(qiáng)的主要調(diào)控機(jī)制，但關(guān)于水水循環(huán)在被子植物適應(yīng)波動(dòng)光強(qiáng)中的調(diào)控作用鮮有報(bào)道。

　　研究團(tuán)隊(duì)在對(duì)模式植物擬南芥的研究中發(fā)現(xiàn)，在光強(qiáng)突然增加的前20秒內(nèi)，葉綠體并不能建立充分的跨類囊體膜質(zhì)子梯度，進(jìn)而導(dǎo)致過(guò)剩的電子從光系統(tǒng)II傳遞到光系統(tǒng)I，引發(fā)活性氧自由基的產(chǎn)生并造成光系統(tǒng)I損傷。雖然光系統(tǒng)I反應(yīng)中心的過(guò)度還原會(huì)激發(fā)環(huán)式電子傳遞，但這仍然無(wú)法避免擬南芥光系統(tǒng)I發(fā)生損傷。由于擬南芥的水水循環(huán)活性很低，這一結(jié)果仍然不能排除水水循環(huán)在波動(dòng)光強(qiáng)中的調(diào)控作用。

　　基于前期在華東山茶中發(fā)現(xiàn)水水循環(huán)是其適應(yīng)強(qiáng)光脅迫的重要策略，研究人員對(duì)華東山茶開(kāi)展了進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)水水循環(huán)能夠快速將光系統(tǒng)I處過(guò)剩的電子傳遞給氧氣以解除光系統(tǒng)I的過(guò)度還原態(tài)，進(jìn)而保護(hù)光系統(tǒng)I活性免受波動(dòng)光強(qiáng)的損傷。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，在波動(dòng)光強(qiáng)中，水水循環(huán)是一種比環(huán)式電子傳遞更為高效的光保護(hù)策略，這一新機(jī)制隨后又在景天酸科植物落地生根中被證實(shí)。

　　然而，水水循環(huán)這一保護(hù)策略存在種間差異。例如，在對(duì)野生高盆櫻桃的研究中發(fā)現(xiàn)，水水循環(huán)的作用并不明顯。這些研究結(jié)果表明，被子植物適應(yīng)波動(dòng)光強(qiáng)的光合調(diào)控策略存在多樣性與復(fù)雜性。

　　論文相關(guān)鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0098847218318148

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168945219304935

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005272818306704

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005272819300398

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005272819301185 

　?。茖W(xué)網(wǎng) 2019年10月11日）

　　來(lái)源：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/10/431385.shtm?bsh_bid=5438084693