近日，我们光合作用与高光效农业课题组受邀在《Plant, Cell & Environment》上发表综述文章"Structural insights and challenges in the supercomplexes formed by Photosystem I in phototrophs"。课题组近年来研究了多种光合生物的光系统I（PSI）结构与功能，相关研究成果发表在Nature Plants、Nature Communications等学术期刊上，基于在该研究领域的研究积累，系统介绍光合生物中PSI超级复合物的结构特征与研究挑战。
光合作用是地球上能量流动和物质循环的基础，而PSI作为光合作用的核心组分之一，负责光能转换和能量代谢等关键过程。该综述聚焦于PSI超级复合物在不同进化类群（包括蓝藻、藻类和陆生植物）中的结构多样性，揭示了PSI的寡聚化状态及其与捕光天线复合物（LHCs）和其他蛋白复合物（如Fd，Pc，NDH和Cyt b6f）之间的相互作用。
研究表明，环境因素如光照强度、铁的可用性以及pH值对PSI的结构和功能有着显著影响。例如，在铁缺乏条件下，蓝藻会形成PSI–IsiA超级复合物以补偿PSI含量的减少。同时，不同光合生物的PSI捕光天线组分（如陆生植物的Lhca蛋白和红藻的Lhcr蛋白）的多样性对于在不同光照条件下优化光吸收和能量传递至关重要。此外，PSI–PSII超级复合物的存在表明了两个光系统之间存在直接的相互作用，并且这种相互作用将有助于光合效率的提升和对光损伤的防护。
该综述不仅增进了人们对PSI超级复合物结构多样性的理解，还强调了其在光合效率和环境适应中的进化意义。未来，随着更多结构细节的解析以及对PSI 超级复合物动态调控机制的深入研究，有望为优化光合效率、提升植物生产力以及应对环境变化提供新的思路和策略。
该研究工作由学院秦晓春教授课题组完成，太阳集团tyc官网入口为第一完成单位。秦晓春教授和董士尚副教授为论文共同通讯作者，学院2022级硕士研究生李琳和祝利霞老师为论文共同第一作者，博士后李秀秀参与了该项工作。本研究得到了国家自然科学基金、泰山学者项目及山东省自然科学基金资助。
董士尚，男，副教授，博士毕业于南开大学，主要从事生物大分子三维空间结构的研究。在Nature Communications、JIPB等刊物发表第一及通讯作者论文10余篇。
秦晓春，女，教授，博士毕业于中国科学院植物研究所，主要从事光合作用机理与应用的研究。在Science、Nature Plants等刊物发表第一及通讯作者论文30余篇。
论文链接：https://doi.org/10.1111/pce.15499
（撰稿：董士尚 编辑：武芳 编审：秦晓春）
