光抑制

光抑制是現代詞，是一個專有名詞，指的是光能超過光合系統所能利用的數量時，光合功能下降的現象。

基本介紹

• 中文名：光抑制
• 定義：光合作用中光合功能下降的現象
• 抑制類型：動態光抑制和慢光抑制
• 意義：植物本身的保護性反應

概念介紹

光能超過光合系統所能利用的數量時，光合功能下降的現象。光抑制主要發生在PSⅡ。今年一些學者認為，光抑制不一定是光合機構被破壞的結果，又是它僅僅是一些防禦性的激發能熱耗散過程加強的反映。在自然條件下，晴天中午植物上層葉片常常發生光抑制，當強光和其他環境脅迫因素：如低溫、高溫和乾旱等同時存在時，光抑制加劇，即使在低光強下也會發生。光抑制是植物本身的保護性反應，但並不是一種光保護機制。

光抑制類型

動態光抑制和慢光抑制。動態光抑制是由於適度過量的光照引起碳同化量子效率下降，但最大光合速率保持不變。它的發生是由於吸收光的能量以熱能的形式散失，導致量子效率的下降。慢光抑制是由過度過量的光照引起的，過渡光照破壞了PSII反應中心，降低了量子效率和最大光合速率。

研究歷程

依據Ball等(1993)的觀點,光抑制現象早在19世紀中期就已發現,20世紀初便有完整的研究報導。直到50年代,細胞分離技術的運用,才促進了以原生質體、葉綠體和類囊體等為材料的光抑制機理研究的發展。20世紀80年代中期,葉綠素a螢光技術套用到光抑制研究中,極大地推進了其發展。Kyle等(1987)發現光抑制發生後,螢光產額降低幅度總是PSII比PSI大,PSII的電子傳遞活性降低幅度也大於PSI,於是認為PSII是光抑制破壞的原初部位。由於這一時期的大部分研究都是在人為極端強光條件下進行的,PSII反應中心的破壞是經常可以觀察到的現象,因此,Bjokman(1987)把植物吸收過多的能量,引起PSII反應中心的破壞,而使光合功能下降的現象定義為光抑制。

雖早在1962年,Yamamoto等就已對植物中存在葉黃素循環進行了報導,但對其作用並不清楚,一直也未能引起人們重視。後來Schrelber等(1986)對葉綠素a螢光技術進行了改進,為植物材料光抑制機理研究提供了極為簡便的無損傷測定手段,Demmig-Adams等(1987)以此技術研究證實葉黃素循環在光抑制中具有調節過剩光能耗散的重要作用。這一發現使人們對光抑制的機理有了新的認識,打破了光抑制就是PSII反應中心破壞的傳統觀念,確立了光抑制的機理中包含著耗散過剩光能的光保護機制運轉的重要地位,為90年代以光保護機制為主的光抑制機理研究奠定了基礎。目前所建立的植物光合機構吸收的光能超過其利用的量時,過剩的光能引起光能轉化效率的下降,是普遍接受的光抑制定義,它包括了光保護和光破壞兩方面,主要表現為PSII的光化學效率和光合效率的降低(郭連旺和沈允鋼,1996)。