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    【中国科学报】植物所等揭示随“光”窥探植物陆生进化之谜

    2021-04-16 中国科学报 田瑞颖
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      近日世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,中国科学院植物研究所光合膜蛋白结构生物学研究组与清华大学和济南大学合作世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,采用单颗粒冷冻电镜技术解析了小立碗藓的光系统I—捕光复合物I超分子复合物3.23埃分辨率的三维结构。相关研究成果发表于《细胞探索》。

      光合作用是地球上最重要的化学反应,光合作用中能量的吸收、传递和转化由光系统I和光系统II两个光系统推动。研究光系统的结构和其在不同植物之间的区别世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,对阐明光合作用机理和认识植物进化具有重要意义世界杯正规买球app排行-国外正规买球app。

      苔藓植物是现存最早的陆生植物世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,代表了植物演化过程中从水生到陆生的过渡类群,小立碗藓是苔藓植物门藓纲的模式植物。

      研究人员发现世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,小立碗藓光系统I—捕光天线I(PSI-LHCI)超级复合物的结构由4个捕光天线蛋白(Lhca)组成世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,与高等植物豌豆PSI-LHCI超分子复合物中Lhca的数量一致,但是种类和组成顺序不同世界杯正规买球app排行-国外正规买球app。随着植物进化,豌豆中的Lhca4取代了小立碗藓中Lhca5的位置世界杯正规买球app排行-国外正规买球app世界杯正规买球app排行-国外正规买球app。但在小立碗藓Lhca5/Lhca2与核心亚基PsaF的交界处,存在一个特殊的叶绿素分子世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,构成了能量从Lhca5/Lhca2向核心高效传递的路径世界杯正规买球app排行-国外正规买球app。

      与生活在水中的绿藻相比,小立碗藓PSI-LHCI结合的Lhca少世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,减少了捕光截面世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,但和豌豆相比世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,具有更高效的能量传递途径。研究人员推测这可能与藓类植物登陆后多生长在潮湿低光的环境有关,减少捕光截面有助于避免光破坏世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,快速捕光有利于生存世界杯正规买球app排行-国外正规买球app。

      该研究揭示了植物由水生向陆生进化的过程世界杯正规买球app排行-国外正规买球app,以及植物登陆后进一步适应陆生环境的捕光机制变化。

      相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41421-021-00242-9

     ?。ㄔ赜凇吨泄蒲Пā?2021-04-16 第4版)
    打印 责任编辑:阎芳

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