植物高光效研究進展

肖 璞， 劉虎虎， 王 翀， 陳永忠， 田 云

(1. 湖南農業大學 生物科學技術學院， 長沙 410128； 2. 國家油茶工程技術研究中心， 長沙 410004)

光合作用是植物生長發育的基礎，培育對光能具有高效利用能力的植物品種，對于提升植物的生產水平將起到重要的作用。高光效植物是具有高光能利用效率的植物。在高等植物中，主要的光合碳同化途徑有3種：景天酸代謝途徑(CAM)、C3途徑和C4途徑。在一定條件下，理論上C3植物的光能轉化效率為4.6%，C4植物可達到6%，而實際上田間主要C3作物，例如稻麥品種的光能利用效率僅為1%左右[1-3]。因此，提高植物光能利用效率尚有巨大的潛力。

綠色植物在進行光合作用時，首先通過捕光天線系統捕獲太陽能，在光系統復合體的反應中心將其轉化為電能，電子再進一步在光合膜的各個蛋白復合體和電子傳遞體上進行傳遞，將能量儲存在ATP和NAD(P)H中。最終，植物將光能以有機物的形式儲存。所以對于植物高光效的研究首先在于光合作用過程中光能的高效吸收、電子的快速傳遞與能量轉化，其次在于如何有效地減少光能的損失，再是提高碳同化效率等3個方面[4-5]。目前，研究人員分別圍繞這3個方面對植物高光效的影響開展了大量研究，并取得了重要的成果。但是，整合這3個方面綜述其對植物高光效影響的報道少見。因此，本文主要綜述光合作用過程中3個方面對植物高光效的影響(圖1)，同時圍繞當前研究存在的不足進行討論，并對未來發展進行展望，以期為提高作物產量提供理論支撐?！?br>