光合作用是生命存在、繁荣和发展的根本源泉。近年来,提高光合作用效率已成为提高主要作物产量潜力的关键策略。但是,在光合作用和利用光合产物的下游过程之间存在精细调节的相互作用,目前机制还不清楚。褪黑素作为具有巨大潜力的新型植物生长调节剂逐年来成为人们关注的热点,并且在光合作用过程中起着重要调控作用。本实验以拟南芥哥伦比亚野生型Col-0和以拟南芥哥伦比亚为遗传背景的褪黑素合成突变体snat-1为材料,使用100μmol·L-1的褪黑素喷施拟南芥野生型Col-0和突变体材料叶片,探究褪黑素对拟南芥叶片生理生化参数和光系统功能与结构以及光合产物的影响以揭示褪黑素调控植物光合作用的生理功能。研究主要结果如下:（1）褪黑素通过促进光合电子传递速率,保障线性光合电子传递;外源褪黑素能抑制内源褪黑素缺失后导致的环式电子传递增加;（2）褪黑素通过增加气孔导度,提高胞间CO2的浓度,提高叶片的净光合速率。内源褪黑素还可能参与了核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）活性调控（野生型Col-0酶活比突变体snat-1高43.5%）;（3）褪黑素有助于维持叶片氧化还原平衡,减轻光合蛋白氧化损伤,但外施褪黑素会降低D2,Lhca4和Psa D等蛋白的含量。因此,在正常生理状态下,褪黑素含量可能需要维持在合理范围才能有益植物生长发育;（4）褪黑素促进光照下拟南芥叶片淀粉的积累,在褪黑素缺失的突变体中,外源褪黑素处理能增加其叶片淀粉的积累,并不能完全缓解内源褪黑素缺失导致的淀粉积累下降;（5）褪黑素抑制黑暗诱导的拟南芥叶片淀粉的降解,并且褪黑素可能通过抑制β-淀粉酶,降低麦芽糖和葡萄糖的积累。综上所述,在光下褪黑素可以维持线性电子传递,维护氧化还原平衡,提高叶片光合效率,促进叶片淀粉的积累;褪黑素抑制淀粉酶活性,尤其是β-淀粉酶酶活,从而抑制黑暗诱导的叶片淀粉的降解。