在多变的自然环境中,植物逐渐进化出一套完整的能够适应环境的机制。然而近几年随着环境受到严重的破坏,世界范围内极端天气如高光很明显增加,严重影响植物的光合作用。植物如果长期处于高光的环境下,其叶绿体光合结构包括光合天线系统以及光系统反应中心均会受到影响,导致细胞中叶绿体积累大量的活性氧(ROS)。此时,植物体内多种清除活性氧的机制共同协调运行,维持细胞内的活性氧水平处于动态平衡状态以降低活性氧对植物造成的氧化损伤。但是如果短期内植物体内产生大量的活性氧不能及时被清除将会对植物造成一系列的伤害,包括脂质过氧化加快、丙二醛含量急剧上升甚至使细胞大量死亡。然而,目前植物光系统Ⅱ中的三种微体捕光色素天线蛋白(CP29、CP26和CP24)对植物受到氧化损伤时调节机制尚不清楚。因此,本研究通过田间培养下各纯合突变体(koCP29、koCP26、koCP24)拟南芥与野生型拟南芥比较探索CP29、CP26、CP24在植物受到氧化胁迫以及光适应中所发挥的特殊作用。研究表明:三种突变体拟南芥与野生型拟南芥相比,能量转移效率(从LHCII(捕光复合物II)到PSII反应中心)均下降;与野生型拟南芥相比,koCP29和koCP24拟南芥放氧速率呈现明显的下降趋势。同时还发现,田间培养下koCP26和koCP24拟南芥光合速率及适宜性受到了一定的影响,而koCP29拟南芥植株没受到影响;与野生型拟南芥相比,koCP24拟南芥6种主要的抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶及谷胱甘肽还原酶)活性降低以及部分非酶促抗氧化物(脱氢抗坏血酸、谷胱甘肽)含量减少;koCP24拟南芥还积累了大量的超氧阴离子以及过氧化氢,受到了更严重的氧化损伤。BN-PAGE结果显示三种突变体中LHCII三体复合物显著减少,且与野生拟南芥相比,三种突变体拟南芥磷酸化水平有所下降。结果表明,三种微体捕光色素天线蛋白在植物光系统中发挥着重要的作用,其中CP24这种微体捕光色素天线蛋白在减轻自然条件下对植物造成的氧化损伤和增强植物自身光保护方面起着非常重要的作用。本研究通过对三种突变体与野生拟南芥在田间培养下光合能力的差异来建立三种微体天线蛋白与植物抗氧化损伤之间的关系,从而对植物在逆境胁迫下光合系统与抗氧化机制的相关性进行补充,对植物生理学研究具有重要意义。