高山植物圆锥南芥的光合系统耐热性及其修复机制?

The Thermotolerance and Repair Mechanism of Photosystem in Alpine Plant Arabis paniculata (Cruciferae)

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摘要高温胁迫包括极端高温和中高温，严重影响了植物的一系列生理活动，尤其是光合作用，而植物应对极端高温和中高温胁迫具有不同的策略。高山植物因长期生长于相对寒冷的环境中，相比而言应缺少对高温胁迫的适应机制。本文以圆锥南芥作为一种高山模式植物来探索其在中高温下是否表现出耐热能力，如果具有耐热能力，那么在光合方面与拟南芥存在怎样的差异。研究发现，圆锥南芥在中高温处理后具有更高的光化学效率及快速可逆的恢复过程，表现出了较强的耐热能力。两物种的F0没有明显的差异，而圆锥南芥在热处理后及恢复过程中具有更高的Fm，促进其快速光合修复。在热处理后，非光化学能量耗散快速瞬时上升，及时保护光系统II免受光损伤和热伤害，另外， HSP101蛋白迅速诱导可能启动了光化学修复。最后，圆锥南芥在严重高温处理后具有更高的存活率再次验证了它在中高温下的耐热能力。结果表明，圆锥南芥具有更耐热的光合系统以及有效的光合修复机制来耐受中高温胁迫。