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基本信息

主題：NMT發(fā)現(xiàn)空氣暴露減少了海草質(zhì)子吸收致無機(jī)碳利用降低

期刊：Frontiers in Plant Science

影響因子：4.402

研究使用平臺：NMT光合研究創(chuàng)新平臺

標(biāo)題：Efficient Heat Dissipation and Cyclic Electron Flow Confer Daily Air Exposure Tolerance in the Intertidal Seagrass Halophila beccarii Asch

作者：中國科學(xué)院南海海洋研究所黃小平研究員團(tuán)隊(duì)

檢測離子/分子指標(biāo)

H⁺

檢測樣品

貝克喜鹽草葉肉細(xì)胞

由于潮汐的影響，潮間帶海草經(jīng)歷周期性空氣暴露及復(fù)水過程，但目前關(guān)于海草光系統(tǒng)（PS）II和PSI中的光保護(hù)機(jī)制以及暴露于空氣后碳利用方式的變化知之甚少。本研究使用雙通道葉綠素?zé)晒鉁y量系統(tǒng)和非損傷微測技術(shù)（NMT），探討了華南海域海草優(yōu)勢種貝克喜鹽草（Halophila beccarii）暴露于空氣中的光保護(hù)機(jī)制。結(jié)果表明，空氣暴露增強(qiáng)了PSII和PSI中的非光化學(xué)猝滅（NPQ），其中NPQ和Y（ND）（代表在給定狀態(tài)下被氧化的整個P700的比例）的大上調(diào)分別為23％和57％，從而耗散過剩光能。此外，由PSI驅(qū)動的環(huán)式電子流上調(diào)，CEF和PSI中的大電子傳遞速率分別增加50％和22％，以補(bǔ)償受阻的線性電子傳遞，而pmfLEF（質(zhì)子動力勢）顯著下降。同時，隨著暴露時間的增長，葉肉細(xì)胞中的H⁺內(nèi)流速度穩(wěn)步下降，大降低了6倍，這表明海草暴露在空氣中通過減少質(zhì)子泵和HCO₃^-的協(xié)同途徑改變了碳利用方式。這些發(fā)現(xiàn)表明有效的熱能耗散和上調(diào)的環(huán)式電子流使得潮間帶貝克喜鹽草能夠耐受周期性空氣暴露，該結(jié)果為潮間帶海草的光保護(hù)機(jī)制提供了新的認(rèn)識。此外，本研究還有助于解釋潮間帶貝克喜鹽草的廣泛分布特征。

離子/分子流實(shí)驗(yàn)處理方法

貝克喜鹽草每日分別在空氣下暴露1 h（ST）、2 h（MT）、4 h（LT），無空氣暴露為對照（CT）。

不同空氣暴露處理下貝克喜鹽草葉肉細(xì)胞的凈H⁺流速變化如圖1所示。CT、ST、MT和LT下的H⁺流速分別為31.00±1.24、25.40±0.70、21.19±0.85和5.18±1.56 pmol cm^-2s^-1?？諝獗┞讹@著降低了H⁺流速。

其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果

• 空氣暴露增強(qiáng)了PSII和PSI的非光化學(xué)猝滅（NPQ）。

• PSI（CEF）驅(qū)動的循環(huán)電子傳遞效率增加。

• 因?yàn)榫€性電子流引起的質(zhì)子易位，導(dǎo)致質(zhì)子動力顯著降低。

結(jié)論

測試液

100 mM NaCl, pH 6.0