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干旱是限制全球作物生產的最嚴重的非生物脅迫之一，使作物平均產量降低> 50%。干旱對植物的影響是復雜的，包括有機體和細胞水平的形態、生理和生化反應。例如，葉片可能會因過度失水而枯萎、卷曲和變黃；干旱會導致氣孔關閉，減少了CO₂流入，從而限制了光合作用產量；由于酶活性受損和能量供應不足，細胞分裂和擴張速度降低，植物生長減慢。干旱還會影響植物發育，加速從營養階段到生殖階段的轉變，以試圖完成生命周期。干旱還會影響光合關鍵酶的活性，例如 Rubisco，導致光合作用速率降低。干旱脅迫下，光呼吸速率急劇增加，導致產生活性氧，它會損害葉綠素、蛋白質、DNA、脂質和其他必需大分子，最終影響植物代謝并限制生長。

先前(qian)的(de)(de)研究(jiu)表明，干(gan)旱(han)會(hui)誘導(dao)類囊體(ti)膜(mo)的(de)(de)重組，特(te)別(bie)是影響(xiang)基粒的(de)(de)堆積，表現出基粒數量(liang)和層(ceng)數的(de)(de)減少。葉綠素熒光(guang)測量(liang)是一種非侵(qin)入性快速方法，廣(guang)泛用于評估(gu)干(gan)旱(han)脅(xie)(xie)迫(po)(po)對(dui)光(guang)系(xi)統(tong) II (PSII) 的(de)(de)影響(xiang)。Fv/Fm是一個代表 PSII 功能(neng)的(de)(de)參數，在(zai)(zai)干(gan)旱(han)脅(xie)(xie)迫(po)(po)下(xia)會(hui)下(xia)降(jiang)，表明 PSII 功能(neng)受(shou)(shou)(shou)損。由于放氧復(fu)(fu)合(he)(he)物在(zai)(zai)干(gan)旱(han)條件下(xia)被破壞，水(shui)的(de)(de)氧化能(neng)力受(shou)(shou)(shou)到嚴(yan)重影響(xiang)。另(ling)一方面，也有研究(jiu)還(huan)表明，主要的(de)(de) PSII 天(tian)線，即(ji)光(guang)捕獲復(fu)(fu)合(he)(he)體(ti) II (LHCII)，在(zai)(zai)短期干(gan)旱(han)脅(xie)(xie)迫(po)(po)下(xia)會(hui)從PSII 超級(ji)復(fu)(fu)合(he)(he)體(ti)分離，而 PSII核心(xin)則(ze)不受(shou)(shou)(shou)影響(xiang)，僅在(zai)(zai)長期干(gan)旱(han)脅(xie)(xie)迫(po)(po)下(xia)才會(hui)降(jiang)解。此(ci)外，PSII核心(xin)蛋(dan)白（例如D1，由PsbA編碼）和PSII主要天(tian)線蛋(dan)白（即(ji)LHCB1和LHCB2）的(de)(de)轉錄水(shui)平也在(zai)(zai)干(gan)旱(han)脅(xie)(xie)迫(po)(po)時下(xia)調。

迄今為止，大多數干旱脅迫研究都集中在PSII及其天線上，而對完整光合機構特別是光系統I（PSI）的干旱響應關注較少。近期，發表在New Phytologist上的最新成果“Drought affects both photosystems in Arabidopsis thaliana”為植物相應干旱脅迫提供了新的見解。在本研究中，Chen Hu等人跟蹤了擬南芥在14天干旱處理期間光合機構的變化，結合生化和功能測量，進一步的拓展了人們對干旱影響光合膜的認知。

干旱導致(zhi)PSII超級復合物(wu)的分(fen)解和PSII核心的降解。相反，光(guang)(guang)捕獲復合(he)(he)物(wu)（LHCII）保(bao)留在(zai)(zai)膜中，但不能充(chong)當(dang)活性PSII的天(tian)線，因(yin)此(ci)代(dai)表(biao)了(le)光(guang)(guang)損傷的潛在(zai)(zai)來(lai)源。在(zai)(zai)非(fei)光(guang)(guang)化(hua)(hua)學淬滅（NPQ）誘(you)導期(qi)(qi)間(jian)也(ye)可(ke)以觀(guan)察(cha)到這種效(xiao)應，即使是短脈沖的飽(bao)和(he)光(guang)(guang)也(ye)會導致光(guang)(guang)抑制。在(zai)(zai)后期(qi)(qi)，在(zai)(zai)嚴(yan)重的干(gan)旱(han)脅迫下，PSI天(tian)線尺寸也(ye)減小，PSI-LHCI超復合(he)(he)物(wu)被降解。令人(ren)驚訝的是，雖然沒有觀(guan)察(cha)到PSI核心蛋(dan)白含量(liang)的變化(hua)(hua)，但PSI的功能受到嚴(yan)重影響(xiang)，表(biao)明非(fei)功能性PSI復合(he)(he)物(wu)在(zai)(zai)干(gan)旱(han)脅迫時大量(liang)積累。由此(ci)得出結(jie)論，干(gan)旱(han)影響(xiang)兩個光(guang)(guang)系(xi)統(tong)，盡管處于不同的階段(duan)，并且PSII（ΦPSII）對(dui)干(gan)旱(han)非(fei)常敏感，因(yin)此(ci)可(ke)以作(zuo)為早期(qi)(qi)發現干(gan)旱(han)脅迫的參數。

本研究光系統I和光系統II的功能(neng)性參數(shu)使用DUAL-PAM-100雙通道(dao)葉綠素熒光儀完成測量。

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