中國(guó)熱科院香飲所在香草蘭光合生理研究方向取得新進(jìn)展，研究揭示了波動(dòng)光下香草蘭光合特征的適應(yīng)機(jī)制，不僅豐富了香草蘭光能利用理論，更為進(jìn)一步提高香草蘭的光能利用乃至水分利用效率生產(chǎn)技術(shù)奠定理論基礎(chǔ)。

 

　　蔭蔽系統(tǒng)、云層及太陽(yáng)角度的變化都會(huì)形成波動(dòng)光，植物通過(guò)調(diào)整葉片結(jié)構(gòu)和功能來(lái)適應(yīng)波動(dòng)光。由于氣體交換法不適用于CAM植物光合特性研究，作為CAM植物，香草蘭在生產(chǎn)上鮮有相關(guān)理論參考。香飲所老一輩科研工作者通過(guò)不同遮陰材料、遮陰度的實(shí)驗(yàn)性生產(chǎn)確定了適宜香草蘭的攀援架式和遮陰度，實(shí)現(xiàn)了香草蘭在國(guó)內(nèi)的集約化生產(chǎn)，技術(shù)和產(chǎn)量達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。

 

　　為進(jìn)一步豐富香草蘭生產(chǎn)技術(shù)成果的理論基礎(chǔ)，栽培與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究室采用pam測(cè)量系統(tǒng)研究分析了波動(dòng)光下的光合動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)香草蘭的光合效率以上午為主而下午大幅度下降，證實(shí)其蘋果酸庫(kù)在下午消耗殆盡；上午的光合誘導(dǎo)速率很快，能夠在4-6分鐘達(dá)到最大值，表明香草蘭對(duì)波動(dòng)光具有較高的利用效率，且能通過(guò)較高的水-水循環(huán)活性保護(hù)其光系統(tǒng)I免受波動(dòng)光強(qiáng)的損傷；香草蘭的光能利用效率在下午降低時(shí)，可通過(guò)葉綠體ATP合酶活性的下調(diào)引起跨類囊體膜質(zhì)子梯度的大幅度增加，進(jìn)而以激發(fā)熱耗散和提高光系統(tǒng)I反應(yīng)中心的氧化態(tài)比例，從而保護(hù)光系統(tǒng)I和II。

 

　　相關(guān)研究成果分別以《Photosynthesis under fluctuating light in the CAM plant Vanilla planifolia》和《Regulation of chloroplast ATP synthase modulates photoprotection in the CAM plant Vanilla planifolia》為題在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Plant Science》（IF2021=4.729）和《Cells》（IF2021=6.600）上發(fā)表。香飲所栽培與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究室王輝副研究員為兩篇文章第一作者，魚(yú)歡研究員、莊輝發(fā)副研究員分別為第一、第二篇文章的通訊作者。上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、海南省重點(diǎn)研發(fā)和海南省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

 

　　論文1鏈接： https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168945222000310

 

　　論文2鏈接： https://www.mdpi.com/2073-4409/11/10/1647