UV-B辐射对植物光合影响:机制与影响
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更新于2024-08-12
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"UV-B辐射对植物光合器官和光合作用过程的影响* (2009年)"
本文主要探讨了UV-B辐射对植物光合器官和光合作用过程的影响。UV-B辐射是紫外线的一种类型,它在自然环境中对植物生长和发展具有显著的效应。植物的光合作用是其生存和能量获取的关键过程,因此对UV-B辐射的响应至关重要。
首先,UV-B辐射能够诱导活性氧的产生,这些活性氧分子可以破坏植物细胞中的类囊体膜,类囊体是叶绿体中进行光能转换的关键结构。膜的破坏会直接影响光能捕获和光化学反应的效率,从而降低光合效率。
其次,UV-B辐射会导致叶绿素的降解或合成受阻。叶绿素是植物进行光合作用的色素,负责吸收太阳光能。不同植物对UV-B辐射的抵抗力存在差异,这可能与它们体内抗氧化防御系统的差异有关。叶绿素含量的减少将直接影响光合作用的光捕获能力,可能导致光合速率下降。
在光系统II(PSII)中,UV-B辐射会引起两个关键组分D1蛋白和LHCII(光合色素辅助蛋白LHCB)的合成减少。尽管如此,D1蛋白可以通过自身的周转机制来维持PSII的活性,这是植物应对UV-B辐射的一种策略。PSII是光合作用光反应中的核心组件,其功能受损会降低光能转化为化学能的效率。
此外,UV-B辐射还会影响光合酶的活性,如RuBP羧化酶,它是光合作用碳固定过程中的关键酶。不同植物对UV-B辐射强度的响应程度不同,这可能导致光合速率的变化。有趣的是,C4植物(如玉米和甘蔗)中的NADP-ME(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸-苹果酸酶)在面对UV-B辐射时能起到保护作用,帮助植物抵抗损伤。
在光合作用的过程中,UV-B辐射通过影响PSII的活性,降低电子传递速率,从而影响碳同化。除了影响酶活性,UV-B辐射还能调节气孔运动,进而影响二氧化碳的摄入,对光合过程产生间接影响。因此,深入理解UV-B辐射如何影响植物光合作用的机制,以及考虑当前UV-B辐射水平与其他环境因素的相互作用,对于预测和应对气候变化对植物生产力的影响至关重要。
关键词:UV-B辐射;光合器官;光合作用;影响机理
中图分类号:Q947.8
文献标识码:A
文章编号:1004-390X(2009)06-0895-09
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