中國熱科院香飲所香草蘭光合生理研究取得新進展

　　中國熱科院香飲所在香草蘭光合生理研究方向取得新進展，研究揭示了波動光下香草蘭光合特征的適應(yīng)機制，不僅豐富了香草蘭光能利用理論，更為進一步提高香草蘭的光能利用乃至水分利用效率生產(chǎn)技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。

 

　　蔭蔽系統(tǒng)、云層及太陽角度的變化都會形成波動光，植物通過調(diào)整葉片結(jié)構(gòu)和功能來適應(yīng)波動光。由于氣體交換法不適用于CAM植物光合特性研究，作為CAM植物，香草蘭在生產(chǎn)上鮮有相關(guān)理論參考。香飲所老一輩科研工作者通過不同遮陰材料、遮陰度的實驗性生產(chǎn)確定了適宜香草蘭的攀援架式和遮陰度，實現(xiàn)了香草蘭在國內(nèi)的集約化生產(chǎn)，技術(shù)和產(chǎn)量達國際領(lǐng)先水平。

 

　　為進一步豐富香草蘭生產(chǎn)技術(shù)成果的理論基礎(chǔ)，栽培與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究室采用pam測量系統(tǒng)研究分析了波動光下的光合動力學(xué)，發(fā)現(xiàn)香草蘭的光合效率以上午為主而下午大幅度下降，證實其蘋果酸庫在下午消耗殆盡；上午的光合誘導(dǎo)速率很快，能夠在4-6分鐘達到最大值，表明香草蘭對波動光具有較高的利用效率，且能通過較高的水-水循環(huán)活性保護其光系統(tǒng)I免受波動光強的損傷；香草蘭的光能利用效率在下午降低時，可通過葉綠體ATP合酶活性的下調(diào)引起跨類囊體膜質(zhì)子梯度的大幅度增加，進而以激發(fā)熱耗散和提高光系統(tǒng)I反應(yīng)中心的氧化態(tài)比例，從而保護光系統(tǒng)I和II。

 

　　相關(guān)研究成果分別以《Photosynthesis under fluctuating light in the CAM plant Vanilla planifolia》和《Regulation of chloroplast ATP synthase modulates photoprotection in the CAM plant Vanilla planifolia》為題在國際學(xué)術(shù)期刊《Plant Science》（IF2021=4.729）和《Cells》（IF2021=6.600）上發(fā)表。香飲所栽培與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究室王輝副研究員為兩篇文章第一作者，魚歡研究員、莊輝發(fā)副研究員分別為第一、第二篇文章的通訊作者。上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、海南省重點研發(fā)和海南省自然科學(xué)基金等項目的資助。

 

　　論文1鏈接： https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168945222000310

 

　　論文2鏈接： https://www.mdpi.com/2073-4409/11/10/1647