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| 短期生长环境光强骤增导致典型阴生植物三七光系统受损的机制 | |
| 引用本文： | 武洪敏,双升普,张金燕,寸竹,孟珍贵,李龙根,沙本才,陈军文.短期生长环境光强骤增导致典型阴生植物三七光系统受损的机制[J].植物生态学报,2021,45(4):404-419. |
| 作者姓名： | 武洪敏 双升普 张金燕 寸竹 孟珍贵 李龙根 沙本才 陈军文 |
| 作者单位： | 云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心, 云南农业大学云南省药用植物生物学重点实验室, 昆明 650201 云南农业大学农学与生物技术学院, 昆明 650201 |
| 基金项目： | 国家自然科学基金(81860676);国家自然科学基金(81360609);云南省科技重大专项(2016ZF001);云南省科技重大专项(2017ZF001) |
| 摘 要： | 阴生植物突然暴露在强光下造成光损伤的情况时有发生, 但其对高光敏感的潜在机制尚不十分清楚。为阐明阴生植物无法在自然全光照环境下生存的相关机制, 该研究以典型阴生植物三七(Panax notoginseng)为材料, 将遮阴环境下(10%透光率)生长的植株转移到全日光环境下3天, 研究其相对叶绿素含量(SPAD值)、光合参数以及叶绿素荧光参数的变化。结果表明, 全光环境下三七光合日变化呈现“双峰”曲线特征, 且净光合速率在处理期间逐日降低。全日光下三七叶片SPAD值、水分利用率和光能利用率显著降低; 叶片光系统I (PSI)反应中心P700最大荧光信号、光系统II (PSII)电子传递速率、暗适应下PSII最大量子效率和光下PSII最大量子效率显著低于遮阴环境下的植株, 且至傍晚不能完全恢复。而参与调节性能量耗散的量子产量、PSI受体侧限制引起的非光化学量子产量、环式电子流则显著高于遮阴环境下的三七。此外, 生长环境光照强度骤增导致荧光诱导动力学曲线发生明显变化, 并显著升高了PSII供体侧和受体侧的荧光产量。当阴生植物三七突然暴露于全光环境下时, 强烈的光照会导致PSII供体侧的放氧复合体活性受损, 抑制受体侧的电子传递, 过度还原PSI的受体侧进而引发PSI光抑制。该研究结果揭示, 全日光导致的PSII不可逆损伤和PSI光抑制可能是典型阴生植物三七为什么不能在全日照光环境下存活的重要原因。 |
| 关 键 词： | 阴生植物 全日照 光合作用 光系统 光保护 三七 |
| 收稿时间： | 2021-01-12 |
Photodamage to photosystem in a typically shade-tolerant species Panax notoginseng exposed to a sudden increase in light intensity |
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| WU Hong-Min,SHUANG Sheng-Pu,ZHANG Jin-Yan,CUN Zhu,MENG Zhen-Gui,LI Long-Gen,SHA Ben-Cai,CHEN Jun-Wen.Photodamage to photosystem in a typically shade-tolerant species Panax notoginseng exposed to a sudden increase in light intensity[J].Acta Phytoecologica Sinica,2021,45(4):404-419. | |
| Authors: | WU Hong-Min SHUANG Sheng-Pu ZHANG Jin-Yan CUN Zhu MENG Zhen-Gui LI Long-Gen SHA Ben-Cai CHEN Jun-Wen |
| Affiliation: | National & Local Joint Engineering Research Center on Germplasm Innovation & Utilization of Chinese Medicinal Materials in Southwestern China, Key Laboratory of Medicinal Plant Biology of Yunnan Proince, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China College of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China |
| Abstract: | Aims Photodamage to a shade-tolerant species is common due to a sudden increase in growth light intensity. However, it is unknown about the underlying mechanism of the sensitivity of the shade-tolerant species to high light. The objective of the present study was to elucidate the mechanisms involved in the inability of the typically shade-tolerant species Panax notoginseng to survive under natural full-light condition. |
| Keywords: | shade-tolerant species full sunlight photosynthesis photosystem photoprotection Panax notoginseng |
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