不同作物光合蛋白复合物的提取及比较分析

王儒情 华 玮 刘 军

（1中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室，430062，湖北武汉；2中国农业科学院研究生院，100081，北京）

粮油安全是涉及社会、国家与个人等多个层面的问题。近50年来，通过提高作物收获指数，粮油作物产量得到大幅提高[1]。然而当前作物收获指数已接近极限，大幅提高收获指数可能性并不大；此外，随着人口增长和城市化的推进，大幅增加耕地面积可能性也不存在[1-2]；光合作用是植物维持生命的主要能量来源，光能转化效率理论值约4%，但是实际值仅约1%，光合作用仍有很大提升空间，进一步改良光能利用效率或成为未来大幅度提高作物产量重要的甚至是唯一可行的途径[3-5]。并且，改良光能利用效率还可以实现逆境胁迫条件下的作物增产[6]。光能捕获、吸收和传递等光反应在类囊体膜上进行，类囊体膜主要由光系统I（PSI）、光系统II（PSII）、细胞色素b6f（Cytb6f）复合体和 ATP 合酶复合体（ATPase）4种多亚基整合膜蛋白复合物组成[7]。因此，揭示不同作物类囊体膜复合物之间的异同点对改良光合作用具有重要的理论指导意义。

作物根据光合作用类型主要分为 C3型（如水稻、烟草）和C4型（如玉米、白花菜）[8]；根据子叶数目分为单子叶作物（如水稻、玉米）和双子叶作物（如烟草、白花菜）；根据染色体倍性分为二倍体作物（如烟草、水稻）和多倍体作物（如油菜、大豆、花生）。目前关于作物光合作用机制的研究已从形态结构、生理生化和细胞水平深入到蛋白质与基因的分子水平，而类囊体膜作为植物光反应的场所，探究其组成特征对分析作物的光合特性、改良育种以及研究植物的发育进化都起到关键作用。……