Механизмы фотоингибирования и восстановления у растений при высокой освещённости и их взаимодействие с абиотическими стрессорами

В этом обзоре подробно рассматривается фотоингибирование у растений, основное внимание уделяется сложной взаимосвязи между повреждением и восстановлением фотосистемы II (ФСII), а также роли внешних белков ФСII и фосфорилирования белков в этих процессах. В природных условиях фотоингибирование возникает одновременно с рядом сопутствующих стрессовых факторов, включая экстремальные температуры, засуху и засоление. Основной причиной фотоингибирования является высокая интенсивность света, приводящая к критическому нарушению равновесия между скоростью повреждения ФСII и её восстановлением. Центральную роль в этом процессе играет образование активных форм кислорода (АФК), которые не только повреждают фотосинтетический аппарат, прежде всего ФСII, но и выполняют сигнальную функцию в хлоропластах и других клеточных структурах. АФК, образующиеся в условиях стресса, подавляют восстановление повреждённой ФСII, снижая синтез белка D1 и влияя на фосфорилирование белков ФСII. Кроме того, в обзоре рассматривается, каким образом факторы окружающей среды усугубляют повреждение ФСII, нарушая её восстановление, главным образом за счёт снижения синтеза белка de novo. Помимо прямого повреждения, эти стрессоры также способствуют образованию АФК, ограничивая фиксацию CO2, что дополнительно снижает интенсивность синтеза белка. Эти данные имеют существенное значение для сельскохозяйственной практики и улучшения сортов сельскохозяйственных культур, выращиваемых в стрессовых условиях.