高等植物中,光系统II(PSII)的外周捕光蛋白复合体称为LHCII,由LHCB1-LHCB6六种膜蛋白组成。LHCB1-LHCB3在体内以异源三聚体形式存在,且含量较多,称为主要LHCII;而LHCB4-LHCB6在体内主要以单体形式存在,含量较少,称为微量LHCII。LHCB蛋白除了能够增加PSII光吸收截面外,还具有其他重要作用。譬如,平衡两个光系统之间的能量分配、通过淬灭捕光天线吸收的多余能量保护PSII等。拟南芥中的LHCB1与LHCB2蛋白由多基因点击此处编码,且有些基因在染色体上形成基因簇,因此通过传统方法很难获得LHCB1和LHCB2全部基因完全敲除的突变体,从而不能彻底解析LHCB蛋白功能。本研究通过基因编辑技术CRISPR-Cas9构建LHCB多基因敲除突变体,并对其光合特性进行了初步分析。通过抗性筛选和编辑靶点测序,我们已经获得纯合lhcb1.12345、lhcb2.123和lhcb4.1 lhcb4.2(无LHCB4蛋白表达)的纯合突变体。对这些突变体的光合特性进行了初步分析:lhcb1.12345中的非光化学淬灭(NPQ)低于野生型,且高光处理后Fv/Fm显著低于野生型,说明LHCB1基因缺失影响PSII活性,使植物在强光下的光合效率和适应性降immune training低;lhcb2.123突变体和lhcb3都没有明显表型,且其NPQ和Fv/Fm都与野生型无异,说明LHCB2和LHCB3缺失不影响PSII光合活性,但LHCB3缺失影响了LHCII的组装。敲除LHCB4.1和LHCB4.2之后蛋白免疫印迹分析检测不到LHCB4蛋白的表达,说明LHCB4.1和LHCB4.2缺失后LHCB4.3也无法积累,此外,lhcb4.1 lhcb4.2双突变体中的NPQ和Fv/Fm都显著低于WT,这说明LHCB4缺失影响PSII的活性。lhcb5的Fv/Fm和NPQ与WT没有差异,而lhcb6和lhcb5 lhcb6的Fv/Fm和NPQ显著低于WT,这说明LHCB6蛋白缺失会影响PSII的光合活性。综上所述,本研究通过CRISPR-Cas9基因编辑MC3体内实验剂量技术和杂交相结合的方式获得了lhcb1.12345、lhcb2.123和lhcb4.1 lhcb4.2等多基因突变体,这为更好地研究LHCB蛋白功能提供了新材料;通过对相应LHCB蛋白缺失突变体的初步光合特性分析显示,LHCB1蛋白相较于其他主要LHCII蛋白对光保护的作用更为重要。