Mechanisms underpinning natural variation in non-photochemical quenching kinetics

紫黄质 非光化学猝灭 光合作用 光防护 光抑制 叶绿素荧光 生物物理学 非生物成分 猝灭(荧光) 叶黄素 光系统II 类囊体 化学 采光综合体 叶绿素 植物 生物 玉米黄质 生物化学 荧光 生态学 叶黄素 类胡萝卜素 叶绿体 物理 量子力学 基因
作者
Katarzyna Głowacka
出处
期刊:Biochemical Society Transactions [Portland Press]
标识
DOI:10.1042/bst20253087
摘要

Plants use light as an energy source to reduce carbon dioxide into carbohydrates during photosynthesis. However, when the incident light exceeds the photosynthesis rate, the excess energy must be dispersed, or it can result in the unregulated formation of harmful reactive oxygen species, especially in plants exposed to very high light or abiotic stress conditions that compromise photosynthetic efficiency. The excess energy is typically dispersed harmlessly as heat, which can be measured as non-photochemical quenching (NPQ) of chlorophyll fluorescence. NPQ kinetics vary within plant populations, and understanding the basis of this variation will contribute to improving resiliency to abiotic stresses, including high light, in crops. Here it is reviewed how three key NPQ genes, Photosystem II subunit S (PsbS), Violaxanthin de-epoxidase (VDE), and Zeaxanthin epoxidase (ZEP), contribute to natural variation in NPQ kinetics. PsbS expression level is an important determinant of NPQ variation, whereas VDE and ZEP contribute to NPQ variation via post-translational regulation related to natural variation in many genes affecting these enzymes’ activity. Post-translational mechanisms that influence NPQ, including redox regulation via thioredoxins and regulation of ascorbate availability, thylakoid lumen pH, and violaxanthin accessibility are discussed. There are also addressed NPQ regulatory mechanisms beyond PsbS, ZEP, and VDE, including natural regulation of light accessibility, modulation of light harvesting, and feedback from the steps following light harvesting. Finally, how this knowledge can be harnessed to engineer more resilient crops is briefly summarized.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wanci应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得30
1秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
光纤陀螺完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
呆萌的乌完成签到 ,获得积分10
2秒前
arniu2008应助迟雨烟暮采纳,获得20
3秒前
义气芯发布了新的文献求助10
4秒前
蓝桉完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
余泽楷发布了新的文献求助10
6秒前
哈哈哈哈啊关注了科研通微信公众号
7秒前
夕风凛发布了新的文献求助10
7秒前
SHIMMER完成签到,获得积分10
7秒前
葫芦娃发布了新的文献求助10
7秒前
李金辉完成签到,获得积分10
9秒前
无花果应助maliang666采纳,获得10
9秒前
10秒前
10秒前
哈哈发布了新的文献求助10
11秒前
SHIMMER发布了新的文献求助10
11秒前
Rokemonis3Kg完成签到,获得积分10
11秒前
香蕉觅云应助小车采纳,获得10
12秒前
一只榴莲发布了新的文献求助10
12秒前
奈何发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7310107
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8927020
关于积分的说明 18920543
捐赠科研通 6972123
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213116
关于科研通互助平台的介绍 2381440
邀请新用户注册赠送积分活动 2191234