综述：叶绿体NADH脱氢酶样复合体在C3和C4植物光系统I循环电子传递中的作用

这篇综述深入解析了叶绿体NADH脱氢酶样复合体（NDH）在光系统I（PSI）循环电子传递（CET）中的核心作用，重点比较了C3、C4-NAD、C4-NADP及C3-C4中间型植物的分子机制。通过20种藜科植物的生物信息学分析，揭示了ndhF等基因在光合代谢类型分化中的关键变异，为抗逆机制和碳浓缩（CCM）研究提供了新视角。

　　

Abstract

叶绿体NADH脱氢酶样复合体（NDH）作为光系统I（PSI）循环电子传递（CET）的关键组分，其结构与功能在C₃和C₄植物中展现出显著差异。该复合体由29个亚基构成，分为M、A、E、B和L五个亚复合体，能够与PSI形成超复合体，参与抗逆响应和抗氧化保护。尤其值得注意的是，NDH介导的CET对C₄-NAD、C₄-NADP及C₂型碳浓缩机制（CCM）的运作至关重要。

结构与功能特性

NDH复合体的膜臂（M亚复合体）和亲水臂（A亚复合体）分别由ndhF/ndhD和ndhH/ndhK基因编码。生物信息学分析显示，藜科植物中ndhF的序列变异最为显著，尤其在1-2环区域（与PnsB2/B3亚基互作）和H-螺旋（稳定膜臂结构）处。这些差异直接影响了NDH与PSI的组装效率，进而调控CET通量。

光合代谢类型的分化

比较基因组学研究表明，ndhF的进化分支能清晰区分C₃植物与具有CCM的物种（C₄和C₃-C₄）。例如，C₄植物中ndhF的适应性突变可能优化了其在维管束鞘细胞中的还原力供应，从而支持高光效碳同化。

应用前景

ndh基因家族不仅可作为光合代谢类型的分子标记，还为解析植物环境适应性提供了新靶点。未来研究可聚焦于NDH-PSI超复合体的动态组装机制及其在作物抗逆育种中的潜在价值。