自然環(huán)境中的光照強度通常在短時間內(nèi)出現(xiàn)頻繁劇烈的波動，稱為波動光強。當光強突然增加時，植物葉片吸收的過剩光能較易造成光系統(tǒng)I活性損傷，影響植物生長。因此，波動光強是植物遭受的自然光照脅迫之一。揭示植物葉片在波動光強下的光合調(diào)控策略，對理解植物適應(yīng)自然光照具有重要意義，在農(nóng)作物增產(chǎn)方面也具有潛力。

傳統(tǒng)理論認為，環(huán)式電子傳遞這一替代電子傳遞途徑是被子植物在波動光強下保護光系統(tǒng)I活性的主要調(diào)控機制。根據(jù)光合電子傳遞模型，水-水循環(huán)的上調(diào)和光系統(tǒng)II活性的下調(diào)可減少光系統(tǒng)II到光系統(tǒng)I的電子傳遞，避免光系統(tǒng)I活性受到波動光強的損傷。但是，這兩個調(diào)控策略在被子植物適應(yīng)波動光強中的作用目前關(guān)注較少。

中國昆明植物研究所特色觀賞植物新品種選育與產(chǎn)業(yè)化示范團隊研究員張石寶研究組，近期針對波動光強下的光合調(diào)控策略開展研究，獲得系列發(fā)現(xiàn)：山茶屬植物均通過水-水循環(huán)途徑避免光系統(tǒng)I在波動光強下受損，且水-水循環(huán)是一種比環(huán)式電子傳遞更高效的策略；七葉一枝花通過下調(diào)光系統(tǒng)II活性避免光系統(tǒng)I在波動光強下受損，在野生被子植物中發(fā)現(xiàn)光系統(tǒng)II活性的下調(diào)是適應(yīng)波動光強的重要調(diào)控策略；高溫會加劇煙草未成熟葉片在波動光強下的光系統(tǒng)I損傷程度，但成熟葉片的光系統(tǒng)I活性對此較不敏感；波動光強下的光系統(tǒng)I活性受損程度主要受波動光強的弱光背景的影響，環(huán)式電子傳遞在波動光強下的激發(fā)程度主要受光系統(tǒng)I氧化還原態(tài)的調(diào)控。

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植物適應(yīng)波動光強的光合調(diào)控機制研究獲進展

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