湖北神农架森林生态站科研人员有关植物光合机构光抑制后修复机制研究取得进展

作者：综合研究中心站   更新时间：2013-12-16

　　各种环境胁迫下植物光合机构容易受到光抑制伤害，光抑制直接降低了光反应中心的光化学转化效率，并使得部分功能性蛋白失活，导致碳同化能力的显著下降，其导致的最终结果是抑制植物生长，降低了植物逆境中的适合度。植物发展了一系列抵御光抑制伤害的策略，这其中光抑制后光系统2核心蛋白D1的修复是关键策略之一。有研究结果显示晴天一天内光合机构内的D1蛋白通过修复整体更新一次，说明研究D1蛋白的修复机制的理论意义是非常重要的。然而目前有关采用活体非损失技术研究光修复机制存在许多矛盾结果，主要原因是缺少一种快速、准确、无损失测定功能性光系统2的技术。

　　樊大勇等与澳大利亚国立大学的Wah Soon Chow教授合作，研发了一种新的测定功能性光系统2的方法，并应用该方法系统研究了植物光合机构光修复速率与光强之间的关系。该方法利用P700（光系统1的核心叶绿素分子）在810/830nm光吸收与其本身氧化还原状态密切相关的原理，采用弱远红光氧化P700和饱和强光脉冲导致的光系统2产生的电子流还原P700等特殊设置，可以无损快速测定功能性光系统2相对含量。

　　采用该方法研究发现，植物光合机构光修复速率（能力）与光强之间关系紧密：1）暗中有一定光修复速率；2）随光强增加光修复能力逐渐提高；3）当光强超过一定阈值，如氧化胁迫水平较低，光修复能力继续提升；4）当光强超过一定阈值，如氧化胁迫水平较高，光修复能力迅速下降。这些结果表明：1）光修复与光合能力学过程明显相关，光合磷酸化产生的ATP等同化力有助于光修复的进行；2）光修复与氧化胁迫水平明显相关，氧化胁迫抑制光修复能力。该研究成果目前在线发表地址为DOI 10.1007/s11120-013-9822-5