植物需要光来生长,但是过多的光会对光合复合体——光系统II造成损害。众所周知,适应在充足阳光下生长的植物更能修复这种光引起的损伤。但这种修复活动在较冷的温度下会减慢。大阪城市大学领导的一个国际研究小组现在发现了植物如何在寒冷地区生存的一些线索。
理学院副教授Riichi Oguchi和来自澳大利亚、奥地利和日本的同事们利用来自世界各地的生态型种植了拟南芥(通常被称为芥蓝)。它们都在22°C的温度下生长,然后将其中一些作为对照组保持在该温度下,另一些则暴露在12°C的寒冷天气中三天。然后将植物置于5°C的条件下进行实验。
光对光合作用能力的损害,被称为光抑制,在植物中以一定的速度修复。对照拟南芥在5°C下的修复率在生态型之间没有差异,但经过3天低温驯化的植株的光抑制修复率有所增加,并且在较冷地区生态型中增加的程度更高。
Oguchi教授解释说:“我们在这个实验中发现,适应寒冷温度的植物在寒冷中增加了光抑制修复的速度,来自寒冷地区的生态型的适应能力更高。”“但在温暖的季节,正如对照组所建议的那样,植物不会增加速度,因为这种修复能力的成本很高。”