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植物对波动光照强度的调节

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-08 09:43  浏览次数:0
摘 要:LMU的研究人员已经确定了一组蛋白质,它们能使植物根据波动的光照强度调整光合作用,从而最大限度地利用可用的光。光合作用,地
 LMU的研究人员已经确定了一组蛋白质,它们能使植物根据波动的光照强度调整光合作用,从而最大限度地利用可用的光。
 
光合作用,地球上最重要的单一生物过程,是由太阳光驱动的。然而,太阳辐射是一种变化无常的能源,因为在大多数环境中可用的光的强度是不断变化的,这取决于云层覆盖和阴影分布等因素。现在,由Peter Geigenberger教授领导的LMU生物学家与波茨坦的Max-Planck分子植物生理学研究所和巴黎大学的研究人员合作,已经确定了一些蛋白质,这些蛋白质对于光合作用适应波动的光照水平的能力是必不可少的。他们的发现发表在《分子植物》杂志上。
 
为了获得最佳的生长,植物需要保持一个高而稳定的光合作用速率,并且要做到这一点,它们必须能够对光强度的突然变化作出迅速的反应:在光通量突然增加的情况下,多余的能量要么作为热耗散,要么转移到代谢过程中,以避免形成会破坏光系统和其他细胞成分的活性氧。当光照强度下降时,叶细胞必须尽快将热损失降到最低,并调整能量转移到代谢操作的分布。”我们现在已经证明,被称为硫氧还蛋白的酶与这些适应过程密切相关,“Geigenberger说。
 
硫氧还蛋白是一种小分子蛋白质,几乎存在于所有生物体中,参与许多重要的代谢过程。Geigenberger和他的同事利用Tyalcress拟南芥的遗传改良菌株表明硫氧还蛋白在确保光合作用速率在短时间的高光照强度中保持最佳的情况下起着至关重要的作用。这些蛋白质基本上打开一个阀门,允许叶绿体中光系统吸收的多余能量输出到细胞质中,从而避免光合作用本身受到抑制。这种能量输出模式反过来又被称为NADPH依赖的硫氧还蛋白还原酶C(NTRC)的第二硫氧还蛋白系统维持。当光强度较低时,后一种酶还负责最大限度地减少吸收光能的损失,即相位热的损失。”因此,在缺乏NTRC的植物中,光合效率降低,生长速度降低,”Geigenberger解释说。
 
 
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