【研究背景】光是植物生长的动力,提供光合作用所需的能量。然而光系统易受光合作用过程中产生的活性氧的光损伤。因此,植物已经进化出诸如非光化学淬灭的各种保护机制,以消散过度吸收的太阳能作为热量;然而,光抑制和NPQ代表了太阳能和光合效率的显着损失,降低了作物的产量潜力,导致光能的浪费、光合效率的降低和产量潜力的下降;【材料与方法】为了提高光能的捕获和光能转化效率,我们在高、低光处理下研究了一个叶色突变体及其野生型的叶绿素含量、光吸收、叶绿体超微结构、捕光复合体蛋白丰度、电子传递、光化学与非光化学猝灭、活性氧的含量等;【结果与分析】实验表明叶色突变体的捕光天线小,吸收的光能少于野生型对照,非光化学猝灭与活性氧含量也较野生型少,但是光系统Ⅱ效率和光合电子传递速率高于对照,从而光抑制现象缓解,光合作用高于野生型。突变体与野生型对光的响应也不同,高光处理增加突变体叶绿素的合成与光能转化效率,却降低野生型叶绿素含量与光能转化效率。在野生型中,过量的光吸收不仅增加了活性氧的产生和非光化学猝灭,而且增加了冠层温度,导致光合午休现象。植物倾向于过度合成叶绿素,并在其光合做作用中分配大尺寸水稻叶片捕光天线。这些大的天线相对于光系统会吸收过多的光能。这种过剩的光能随后导致高水平ROS的产生或者被NPQ导致热消散,因此浪费光量,从而降低太阳能转换效率。然而,在本研究中,具有较短光收获叶绿素天线尺寸的pg1基因型显示出较低水平的NPQ和ROS产生。光系统Ⅱ效率和ETR在pg1基因型中也很高;【结论】本研究表明可以通过减小叶绿素捕光天线分子大小来提高光合与产量潜力,选择具有小尺寸水稻叶片捕光天线可以提高太阳能转换效率,减轻光抑制损伤的影响,改善适应水稻生长的阳光高温环境。虽然讨论了生理机制,但是其遗传基础仍然不为人知,需要进一步的研究来证实我们的发现。