2010年8月19日,Science杂志在线发表了澳大利亚悉尼大学陈敏(Min Chen)博士等研究人员题为"A Red-Shifted Chlorophyll"。该研究在西澳大利亚鲨鱼湾的"层叠石"(strmoatolite)中发现了第五种叶绿素-叶绿素f,一种比其它类型的叶绿素要更红得多的吸收光谱,延伸到近红外的范围内,吸收峰主要在722 nm。叶绿素f的发现可能对传统的光合作用理论是一次挑战。叶绿素f使那些利用光合作用的生物的可利用光范围更宽,因此,更多太阳光能够被光合作用所利用,光合作用的效率或因吸收光谱波段的拓宽而提高。然而,该文认为chl f 作为少数色素存在于含有绝大部分的chl a 的光合系统中。起到类似chl b辅助作用。
近期,Nature Plants杂志在线发表了来自阿姆斯特丹自由大学Roberta Croce课题组题为“Far-red absorption and light-use efficiency trade-offs in chlorophyll f photosynthesis”的研究论文。
该研究表明叶绿素f插入会减慢两个光系统中的整体能量捕获,特别是大大降低了光系统II的效率。然而,尽管能量输出较低,但在富含远红光的环境中,在光系统中插入红移的叶绿素f仍然是有利的.
该研究通过使用室温下的时间分辨荧光(TRF)测量FRL光系统的激发态动力学方法,在离体的光系统上进行了体外实验,比较了适应白光或FRL的细胞的性能。研究表明FRL PSI的电荷分离速度比白光PSI慢大约四倍,但保持相对较快,因此效率很高。FRL PSI还包含一个红移至800 nm 的Chl f池,类似于白光PSI的“红色形式”,可能代表了向反应中心迁移的能量瓶颈。FRL PSI也比FRL PSII更“红色”,后者似乎是光合作用线性电子传递中的一个周期性基序。此外,FRL PSII光化学的效率明显低于白光PSII。
因此,该研究表明,该研究表明叶绿素f插入会减慢两个光系统中的整体能量捕获,特别是大大降低了光系统II的效率。然而,尽管能量输出较低,但在富含远红光的环境中,在光系统中插入红移的叶绿素f仍然是有利的。最后,以后如果将叶绿素f的引入到植物,则可以将一种可利用远红外光的能力的可行策略,但是其特定位置对于确定其光合作用效率可能至关重要。
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