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　　光系統(tǒng)I是高等植物光合機構(gòu)的重要組分，它不僅參與線性電子傳遞以提供光合作用的主要能源ATP和NADPH，同時還負責(zé)環(huán)式電子傳遞以調(diào)控與跨類囊體膜質(zhì)子梯度相關(guān)聯(lián)的光保護機制。當(dāng)光系統(tǒng)I活性受損后，其修復(fù)速率非常慢，通常需要一周甚至更長的時間，所以光系統(tǒng)I損傷會導(dǎo)致葉片的碳同化能力顯著下降，同時伴隨著相關(guān)聯(lián)的光保護機制的下調(diào)，甚至導(dǎo)致植株死亡。所以，光系統(tǒng)I活性對于植物的生長以及響應(yīng)環(huán)境脅迫均具有十分重要的作用。 

　　目前高等植物光系統(tǒng)I損傷機制研究主要集中在模式植物，傳統(tǒng)理論認為光系統(tǒng)I損傷的發(fā)生主要是因為電子大量堆積在光系統(tǒng)I的電子受體上，造成光系統(tǒng)I反應(yīng)中心的過度還原，進而導(dǎo)致¹O₂和O₂^-的產(chǎn)生并引起光系統(tǒng)I損傷。所以，傳統(tǒng)光系統(tǒng)I損傷理論存在兩個核心要點：① 光系統(tǒng)I反應(yīng)中心的過度還原是光系統(tǒng)I損傷的前提條件；② 引起光系統(tǒng)I損傷的氧化自由基的形成位點是在類囊體膜內(nèi)，而不是在葉綠體基質(zhì)內(nèi)。 

　　特色觀賞植物新品種選育與產(chǎn)業(yè)化示范團隊中，張石寶研究員帶領(lǐng)的生理生態(tài)與蘭科生物學(xué)研究組的黃偉博士通過與中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園及芬蘭Turku University的研究人員合作，解析了蔭生林下樹種九節(jié)和滇南九節(jié)的光系統(tǒng)I損傷機制。研究發(fā)現(xiàn)：①光系統(tǒng)I損傷程度并不受光系統(tǒng)I反應(yīng)中心的氧化還原態(tài)的影響；② 引起光系統(tǒng)I損傷的氧化自由基形成位點是在葉綠體基質(zhì)內(nèi)，而不是在類囊體膜內(nèi)。這些實驗結(jié)果證實九節(jié)和滇南九節(jié)的光系統(tǒng)I損傷機制與擬南芥等模式植物完全不同，表明了高等植物光系統(tǒng)I損傷機理的多樣性與復(fù)雜性。 

　　為了進一步證實我們發(fā)現(xiàn)的植物光系統(tǒng)I損傷新機制，申請人使用生長在蔭生條件下的鐮葉腎蕨開展研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鐮葉腎蕨同樣存在這種新的光系統(tǒng)I損傷機制。這些研究表明光系統(tǒng)I損傷機制可能和植物長期進化而來的生長習(xí)性相關(guān)，一些蔭生植物的光系統(tǒng)I損傷機制與模式植物存在重大差異。 

　　相關(guān)研究成果陸續(xù)發(fā)表在國際光合作用協(xié)會會刊Photosynthesis Research。上述研究得到了國家自然科學(xué)基金（31670343）及中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會（2016347）的支持。 

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　　（責(zé)任編輯：李雪）