植物如何预防氧化应激

当光合作用期间植物吸收过量的光能时，会产生有害的活性氧。这些活性氧物质分解蛋白质和膜等重要结构，阻止它们正常运作。研究人员发现植物使用的系统可以预防氧化应激并安全地进行光合作用。由MIYAKE Chikahiro副教授(神户大学农业科学研究生院)领导的研究小组做了这一发现，并在11种期刊上发表了报道。

的光能量使用最光合作用生物体中的太阳光的25-50%是饱和的。换句话说，它们经常暴露于比光合作用所需的更多光能。当叶子被过量的光能照射时，进行光合作用的叶绿体很容易受到氧化应激并停止光合作用。

此前这个团队是第一个明确活性氧的背后的机制物种。基于这些结果，他们开发了人工诱导氧化应激的“脉冲方法”。他们发现了P700氧化系统，植物用它来抑制活性氧的产生。

P700是光系统I反应中心的叶绿素，是将氧转化为活性氧的粒子。自20世纪80年代后期以来，科学家们就知道在太阳光充足的环境中可以看到P700氧化，但这个团队是第一个定义它的角色。该团队还发现，P700氧化对于蓝藻(高等植物叶绿体的祖先)的生长至关重要，并且它还在藻类，苔藓，蕨类植物，裸子植物和被子植物中发挥作用。

当氧化的P700(P700 +)在P700氧化系统中积聚时，它会降低光刺激P700(P700 *)的比例。P700 *通过向氧气提供电子，产生超氧自由基或产生三重P700来产生活性氧，从而为氧气提供光能。P700的积累通过光合电子传递系统抑制活性氧物质的产生。研究小组还澄清了光合作用生物体获得的两种策略，使P700氧化系统能够发挥作用并积累P700 +。

P700氧化系统的发现及其作用表明，光合生物使用该系统作为在室外环境中必不可少的生理功能。当光合生物共有时，该系统在存在过量光能时(由强烈阳光，干旱或缺乏营养物质引起的环境胁迫引起)开始起作用。结果，P700被氧化生成P700 +。当P700发生氧化时，这表明由于太阳光也会产生危险的活性氧。

该小组专注于生产P700 +作为活性氧物种的警示标志，并正在开发检测P700 +的设备。监测P700 +可以及早发现氧化应激风险。使用脉冲法处理活性氧物种的生产可以使科学家们评估植物对活性氧物种的抗性。该团队将继续调查这些途径。

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