Ascorbate (Asc, vitamin C) is an essential metabolite participating in multiple physiological processes of plants, including environmental stress management and development. In this study we acquired knowledge on the role of Asc in dark-induced leaf senescence using Arabidopsis thaliana as model organism. One of the earliest effects of prolonged darkness is the inactivation of oxygen evolving complexes (OEC) as demonstrated here by fast chlorophyll a fluorescence and thermoluminescence measurements. We found that inactivation of OEC due to prolonged darkness was attenuated in the Asc-deficient vtc2-4 mutant. On the other hand, the severe photosynthetic phenotype of a psbo1 knockout mutant, lacking the major extrinsic OEC subunit PSBO1, was further aggravated upon a 24-h dark treatment. The psbr mutant, devoid of the PSBR subunit of OEC, performed only slightly disturbed photosynthetic activity under normal growth conditions, whereas it showed a strongly diminished B thermoluminescence band upon dark treatment. We have also generated a double psbo1 vtc2 mutant, and it showed a slightly milder photosynthetic phenotype than the single psbo1 mutant. Our results, therefore, suggest that Asc leads to the inactivation of OEC in prolonged darkness by over-reducing the Mn-complex that is probably enabled by a dark-induced dissociation of the extrinsic OEC subunits. Our study is an example that Asc may negatively affect certain cellular processes and thus its concentration and localization need to be highly controlled. This article is protected by copyright. All rights reserved.

中文翻译：

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抗坏血酸在长时间的黑暗中使氧气释放复合物失活

抗坏血酸（Asc，维生素 C）是一种必需的代谢物，参与植物的多种生理过程，包括环境压力管理和发育。在这项研究中，我们使用拟南芥作为模式生物，了解了 Asc 在黑暗诱导的叶片衰老中的作用。长时间黑暗的最早影响之一是氧演化复合物 (OEC) 的失活，如这里通过快速叶绿素 a 荧光和热释光测量所证明的。我们发现在 Asc 缺陷的 vtc2-4 突变体中，由于长时间黑暗导致的 OEC 失活减弱。另一方面，缺乏主要外在 OEC 亚基 PSBO1 的 psbo1 敲除突变体的严重光合表型在 24 小时黑暗处理后进一步恶化。psbr 突变体，没有 OEC 的 PSBR 亚基，在正常生长条件下仅表现出轻微干扰的光合活性，而在黑暗处理后显示出强烈减弱的 B 热释光带。我们还产生了一个双 psbo1 vtc2 突变体，它显示出比单个 psbo1 突变体稍微温和的光合表型。因此，我们的结果表明，Asc 通过过度减少 Mn 复合物导致 OEC 在长时间黑暗中失活，这可能是由外部 OEC 亚基的黑暗诱导解离所导致的。我们的研究是一个例子，Asc 可能会对某些细胞过程产生负面影响，因此需要高度控制其浓度和定位。本文受版权保护。版权所有。而它在暗处理后显示出强烈减弱的 B 热释光带。我们还产生了一个双 psbo1 vtc2 突变体，它显示出比单个 psbo1 突变体稍微温和的光合表型。因此，我们的结果表明，Asc 通过过度减少 Mn 复合物导致 OEC 在长时间黑暗中失活，这可能是由外部 OEC 亚基的黑暗诱导解离所导致的。我们的研究是一个例子，Asc 可能会对某些细胞过程产生负面影响，因此需要高度控制其浓度和定位。本文受版权保护。版权所有。而它在暗处理后显示出强烈减弱的 B 热释光带。我们还产生了一个双 psbo1 vtc2 突变体，它显示出比单个 psbo1 突变体稍微温和的光合表型。因此，我们的结果表明，Asc 通过过度减少 Mn 复合物导致 OEC 在长时间黑暗中失活，这可能是由暗诱导的外源 OEC 亚基解离引起的。我们的研究是一个例子，Asc 可能会对某些细胞过程产生负面影响，因此需要高度控制其浓度和定位。本文受版权保护。版权所有。因此，建议 Asc 通过过度减少 Mn 复合物导致 OEC 在长时间黑暗中失活，这可能是由外部 OEC 亚基的黑暗诱导解离引起的。我们的研究是一个例子，Asc 可能会对某些细胞过程产生负面影响，因此需要高度控制其浓度和定位。本文受版权保护。版权所有。因此，建议 Asc 通过过度减少 Mn 复合物导致 OEC 在长时间黑暗中失活，这可能是由外部 OEC 亚基的黑暗诱导解离引起的。我们的研究是一个例子，Asc 可能会对某些细胞过程产生负面影响，因此需要高度控制其浓度和定位。本文受版权保护。版权所有。