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②挑起光系统I损害的氧化自由基形成位点是在叶

时间:2020-05-07 17:37来源:化学科学
凤凰彩票在线计划,光系统I是高等植物光合机构的重要组分,它不仅参与线性电子传递以提供光合作用的主要能源ATP和NADPH,同时还负责环式电子传递以调控与跨类囊体膜质子梯度相关

凤凰彩票在线计划,光系统I是高等植物光合机构的重要组分,它不仅参与线性电子传递以提供光合作用的主要能源ATP和NADPH,同时还负责环式电子传递以调控与跨类囊体膜质子梯度相关联的光保护机制。当光系统I活性受损后,其修复速率非常慢,通常需要一周甚至更长的时间,所以光系统I损伤会导致叶片的碳同化能力显著下降,同时伴随着相关联的光保护机制的下调,甚至导致植株死亡。所以,光系统I活性对于植物的生长以及响应环境胁迫均具有十分重要的作用。

光合作用对植物实现自然界的能量转换、维持大气碳氧平衡具有重要意义。记者20日从中国科学院昆明植物研究所了解到,该所研究团队对被子植物适应不同光照强度的调控机制进行深入研究时,有了新的重要发现。

目前高等植物光系统I损伤机制研究主要集中在模式植物,传统理论认为光系统I损伤的发生主要是因为电子大量堆积在光系统I的电子受体上,造成光系统I反应中心的过度还原,进而导致1O2和O2-的产生并引起光系统I损伤。所以,传统光系统I损伤理论存在两个核心要点:①光系统I反应中心的过度还原是光系统I损伤的前提条件;②引起光系统I损伤的氧化自由基的形成位点是在类囊体膜内,而不是在叶绿体基质内。

昆明植物研究所黄伟副研究员介绍,自然条件下,植物叶片接受到的光照强度随时在波动,时而光照不足,时而光能过剩。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活性损伤并影响植物生长。根据光合作用理论模型,环式电子传递和水水循环这两种替代电子传递途径,都可保护被子植物免受强光波动的损伤。一直以来人们认为,环式电子传递介导的跨类囊体膜质子梯度的形成,是被子植物适应适应波动光强的主要调控机制,但对水水循环的调控作用却鲜有研究。

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研究员张石宝带领的生理生态与兰科生物学研究组博士黄伟,通过与中科院西双版纳热带植物园及芬兰Turku University的研究人员合作,解析了荫生林下树种九节和滇南九节的光系统I损伤机制。

不久前,该所张石宝研究团队在对被子植物适应波动光强的光合调控策略的研究中发现,在光强突然增加的前20秒内,模式植物拟南芥叶绿体并不能建立充分的跨类囊体膜质子梯度,进而导致过剩的电子从光系统II传递到光系统I,造成光系统I的过度还原,引发活性氧自由基的产生并造成光系统I损伤。虽然光系统I反应中心的过度还原会激发环式电子传递,但这仍然无法避免拟南芥光系统I发生损伤。由于拟南芥的水水循环活性很低,这一结果仍然不能排除水水循环在波动光强中的调控作用。

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