基本信息

主题：NMT发现空气暴露减少了海草质子吸收致无机碳利用降低

期刊：Frontiers in Plant Science

影响因子：4.402

研究使用平台：NMT光合研究创新平台

标题：Efficient Heat Dissipation and Cyclic Electron Flow Confer Daily Air Exposure Tolerance in the Intertidal Seagrass Halophila beccarii Asch

作者：中国科学院南海海洋研究所黄小平研究员团队

检测离子/分子指标

H⁺

检测样品

贝克喜盐草叶肉细胞

由于潮汐的影响，潮间带海草经历周期性空气暴露及复水过程，但目前关于海草光系统（PS）II和PSI中的光保护机制以及暴露于空气后碳利用方式的变化知之甚少。本研究使用双通道叶绿素荧光测量系统和非损伤微测技术（NMT），探讨了华南海域海草优势种贝克喜盐草（Halophila beccarii）暴露于空气中的光保护机制。结果表明，空气暴露增强了PSII和PSI中的非光化学猝灭（NPQ），其中NPQ和Y（ND）（代表在给定状态下被氧化的整个P700的比例）的最大上调分别为23％和57％，从而耗散过剩光能。此外，由PSI驱动的环式电子流上调，CEF和PSI中的最大电子传递速率分别增加50％和22％，以补偿受阻的线性电子传递，而pmfLEF（质子动力势）显著下降。同时，随着暴露时间的增长，叶肉细胞中的H⁺内流速度稳步下降，最大降低了6倍，这表明海草暴露在空气中通过减少质子泵和HCO₃^-的协同途径改变了碳利用方式。这些发现表明有效的热能耗散和上调的环式电子流使得潮间带贝克喜盐草能够耐受周期性空气暴露，该结果为潮间带海草的光保护机制提供了新的认识。此外，本研究还有助于解释潮间带贝克喜盐草的广泛分布特征。

离子/分子流实验处理方法

贝克喜盐草每日分别在空气下暴露1 h（ST）、2 h（MT）、4 h（LT），无空气暴露为对照（CT）。

不同空气暴露处理下贝克喜盐草叶肉细胞的净H⁺流速变化如图1所示。CT、ST、MT和LT下的H⁺流速分别为31.00±1.24、25.40±0.70、21.19±0.85和5.18±1.56 pmol cm^-2s^-1。空气暴露显著降低了H⁺流速。

其他实验结果

• 空气暴露增强了PSII和PSI的非光化学猝灭（NPQ）。

• PSI（CEF）驱动的循环电子传递效率增加。

• 因为线性电子流引起的质子易位，导致质子动力显著降低。

结论

测试液

100 mM NaCl, pH 6.0