Photoprotection in Plants: Optical Screening-based Mechanisms

غربالگری نوری تشعشعات خورشیدی بیش از حد و بالقوه مضر یک مکانیسم محافظت کننده نوری مهم است، اگرچه در مقایسه با سایر سیستم‌هایی که از آسیب نور اکسیداتیو به ارگانیسم‌های فوتواتوتروف جلوگیری می‌کنند، توجه کمتری به آن شده است. به نظر می رسد این محافظت از نور در قالب غربالگری برای گیاهان جوان و در حال پیری و همچنین تحت تنش های محیطی مهم است. در شرایطی که کارایی حذف ROS آنزیمی، ترمیم DNA و سایر سیستم‌های محافظ نور کلاسیک ممکن است مختل شود. این کتاب نشان دهنده تلاشی برای ایجاد یک نمای یکپارچه از محافظت نوری مبتنی بر غربالگری نوری در ریزجلبک ها و گیاهان عالی است. برای این منظور، گروه‌های کلیدی رنگدانه‌های درگیر در غربالگری اجزای ماوراء بنفش و مرئی تابش خورشیدی در ریزجلبک‌ها و گیاهان عالی و الگوهای تجمع و توزیع آنها در سلول‌ها و بافت‌های گیاهی شرح داده می‌شوند. توجه ویژه ای به تظاهرات غربالگری تجمع رنگدانه در طیف نوری گیاهان می شود. همچنین نشان داده شده است که درک این اثرات و روابط آنها با غربالگری آرایش و طیف‌سنجی رنگدانه‌ها در گیاهان، بینش‌های ارزشمندی را در مورد وضعیت سازگاری طولانی‌مدت با نور گیاهان، و همچنین فرصت‌های فراوانی برای تعیین کمیت غیر مخرب رنگدانه‌های غربال‌گری و ارزیابی کارایی محافظت از نور توسط این رنگدانه ها در محل.

Optical screening of excessive and potentially harmful solar radiation is an important photoprotective mechanism, though it has received much less attention in comparison with other systems preventing photooxidative damage to photoautotrophic organisms. This photoprotection in the form of screening appears to be especially important for juvenile and senescing plants as well as under environmental stresses—i.e. in situations where the efficiency of enzymatic ROS elimination, DNA repair and other ‘classical’ photoprotective systems could be impaired. This book represents an attempt to develop an integral view of optical screening-based photoprotection in microalgae and higher plants. Towards this end, the key groups of pigments involved in the screening of ultraviolet and visible components of solar radiation in microalgae and higher plants, and the patterns of their accumulation and distribution within plant cells and tissues, are described. Special attention is paid to the manifestations of screening pigment accumulation in the optical spectra of plants. It is also demonstrated that understanding these effects and their relationships to screening pigments’ makeup and spectroscopy in plants provides valuable insights into the state of plants’ long-term photoacclimation, as well as ample opportunities for the non-destructive quantification of screening pigments and the assessment of the efficiency of photoprotection providing by these pigments in situ.