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加速光保护调控以提高碳同化能力，是提升作物生产力的一项有前景的策略。尽管通过代谢工程加速非光化学猝灭（NPQ）松弛已被验证为一个可行的改良目标，但传统育种是否改善了这一性状仍不明确。在本研究中，我们考察了一个多世纪以来的大豆育种是否在增强光饱和碳同化能力和种子性状的同时，也促进了NPQ松弛。我们对24个大豆历史品种组成的遗传材料进行了评估，涵盖营养生长期和生殖生长期，并综合分析了NPQ松弛、气体交换参数、叶黄素循环色素谱、关键光保护基因（VDE、PsbS和ZEP）的表达，以及种子数和种子重量。两个生育阶段的NPQ松弛参数均未与品种发布年份、种子数或种子重量呈现一致的相关性。唯一的例外是快速松弛型NPQ组分（AqE）的幅度，在生殖生长期与上述三个变量均呈负相关。 相比之下，品种发布年份与最大净CO₂同化速率（Amax）、Rubisco最大羧化速率（Vcmax）、最大电子传递速率（Jmax）、种子数和种子重量均呈正相关；同时，Amax和Vcmax与种子数和种子重量也呈正相关。这些结果表明，现代品种较高的光合能力并未伴随更快的光保护响应。因此，在田间条件下，光保护调控未能与光合能力的提升同步。我们认为，加速NPQ松弛仍是使光保护能力与现代大豆品系的高光合能力相协调的重要改良目标。
ainswort{at}illinois.edu
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加速光保护调控以改善碳同化，是提高作物生产力的一项有前景的策略。尽管通过代谢工程加快非光化学猝灭（NPQ）松弛已被验证为一个可行靶标，但传统育种是否改善了这一性状仍不明确。在本研究中，我们探究了一个多世纪的大豆育种是否在提高光饱和碳同化和种子性状的同时，也增强了 NPQ 松弛。通过整合 NPQ 松弛、气体交换参数、黄质循环色素谱、关键光保护基因（VDE、PsbS 和 ZEP）的表达、种子数和种子重量等指标，我们评估了一个由 24 个大豆基因型组成的历史材料群体，涵盖营养生长和生殖生长阶段。两个发育阶段的 NPQ 松弛参数均未与基因型发布年份、种子数或种子重量表现出一致关联。唯一的例外是快速松弛 NPQ 组分的幅度（AqE）：在生殖生长阶段，该指标与上述三个变量均呈负相关。相比之下，基因型发布年份与最大净 CO₂ 同化速率（Amax）、Rubisco 最大羧化速率（Vcmax）、最大电子传递速率（Jmax）、种子数和种子重量均呈正相关；同时，Amax 和 Vcmax 与种子数和种子重量呈正相关。这些结果表明，现代基因型具有更高的光合能力，但并未伴随更快的光保护响应。因此，在田间条件下，随着光合能力的提升，光保护调控并未同步加快。我们得出结论：快速 NPQ 松弛仍是一个重要靶标，有助于使光保护过程与现代大豆品系的高光合能力相协调。
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发布于 2026 年 9 月 1 日。
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一个世纪的大豆育种提高了光合能力，但未改善 NPQ 松弛
Lauana
Pereira de Oliveira
，
Komal
Attri
，
Lynn
Doran
，
Laurie B.
Leonelli
，
Stephen P.
Long
，
Elizabeth
Ainsworth
bioRxiv
2026.08.28.747836；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.08.28.747836
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一个世纪的大豆育种提高了光合能力，但未改善 NPQ 松弛
Lauana
Pereira de Oliveira
，
Komal
Attri
，
Lynn
Doran
，
Laurie B.
Leonelli
，
Stephen P.
Long
，
Elizabeth
Ainsworth
bioRxiv
2026.08.28.747836；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.08.28.747836
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.28.747836v1?rss=1
🏷️ 大豆育种 光合作用 非光化学猝灭 光保护调控 碳同化能力 作物生理学