苔藓植物UV光保护与光合能力间的边界权衡机制及其生态适应性研究

本研究针对早期陆生植物如何协同应对UV-B辐射与脱水胁迫的关键科学问题，由多国科研团队通过跨地域物种比较分析，揭示了苔藓类植物细胞壁结合型UV吸收化合物（UVACs）与表观光合作用存在边界权衡关系，首次发现三大类群（苔类/藓类/角苔类）沿该梯度分化，而长期脱水耐受性与非光化学淬灭（NPQ）机制相关，为解析植物适应性进化提供了新视角。

　　

为探究早期陆生植物应对紫外线(UV-B)辐射与脱水胁迫的协同适应机制，研究人员选取哥伦比亚、南极、西班牙和澳大利亚等不同UV辐射强度地区的苔藓物种，通过气体交换测量、叶绿素荧光技术、长期脱水耐受性实验（以14天干燥储存后光系统II最大量子产额F_v/F_m恢复能力为指标）以及分光光度法量化细胞壁结合型与可溶性UV吸收化合物(UVACs)，揭示了三大类苔藓植物的适应性分化格局。

研究首次发现表观光合作用与细胞壁结合型UVACs存在边界线权衡关系：所有物种均无法同时具备高光合速率和高细胞壁UVACs积累特征。苔类植物和角苔类表现出高UVACs含量与低光合能力的组合，而藓类则呈现相反趋势。叶绿素浓度和光系统II量子效率未呈现显著规律。值得注意的是，长期脱水耐受性与UVACs积累无相关性，而是与非光化学淬灭(NPQ)机制紧密关联，暗示活性氧(ROS)清除能力可能是维持脱水-复水周期后功能恢复的关键生理基础。

该研究论证了苔藓植物UV防护与光合性能间的权衡可能源于细胞壁UVACs对二氧化碳(CO₂)扩散的物理限制，而脱水耐受性则依赖以热耗散为核心的不同生理机制，为理解植物功能性状的演化约束提供了新证据。