光保护机制的加速松弛会抑制水稻的生长和生物量积累

《Plant, Cell & Environment》：Accelerated Relaxation of Photoprotection Impairs Growth and Biomass Accumulation in Rice

非光化学淬灭（NPQ）机制在植物光保护中起关键作用，VPZ水稻植株虽能增强NPQ动态调控能力，但导致生长迟缓、光合效率下降及生物量减少，可能与异常光保护机制相关。

　　

摘要

非光化学淬灭（NPQ）是植物中一种重要的光保护机制，它有助于将光系统II中多余的激发能以热的形式耗散掉。通过同时表达光保护蛋白——紫黄质脱环氧化酶（VDE）、光系统II亚基S蛋白（PsbS）和玉米黄质环氧化酶（ZEP），可以加速叶片从阳光环境向阴暗环境转变过程中的光保护反应。然而，在先前的研究中，并非所有转基因植物都表现出光合作用效率的提升或生长表现的改善。为了研究拟南芥VDE、PsbS和ZEP基因（VPZ）对水稻的影响，我们培育了水稻转基因植株。VPZ转基因植株的NPQ诱导和松弛速率与先前研究中的结果相当，从而增强了其光保护能力。然而，在不同的光照条件和田间环境中，这些植株的生长受到抑制，光合作用能力下降，生物量积累减少。这种负面影响可能是由于正常光照条件下光化学淬灭过程发生了改变所致。消除或缓解这一潜在因素可能有助于改善VPZ转基因植株的生长和生物量积累。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。