干旱是限制全球作物生产的最严重的非生物胁迫之一，使作物平均产量降低> 50%。干旱对植物的影响是复杂的，包括有机体和细胞水平的形态、生理和生化反应。例如，叶片可能会因过度失水而枯萎、卷曲和变黄；干旱会导致气孔关闭，减少了CO2流入，从而限制了光合作用产量；由于酶活性受损和能量供应不足，细胞分裂和扩张速度降低，植物生长减慢。干旱还会影响植物发育，加速从营养阶段到生殖阶段的转变，以试图完成生命周期。干旱还会影响光合关键酶的活性，例如 Rubisco，导致光合作用速率降低。干旱胁迫下，光呼吸速率急剧增加，导致产生活性氧，它会损害叶绿素、蛋白质、DNA、脂质和其他必需大分子，最终影响植物代谢并限制生长。
先前的研究表明，干旱会诱导类囊体膜的重组，特别是影响基粒的堆积，表现出基粒数量和层数的减少。叶绿素荧光测量是一种非侵入性快速方法，广泛用于评估干旱胁迫对光系统 II (PSII) 的影响。Fv/Fm是一个代表 PSII 功能的参数，在干旱胁迫下会下降，表明 PSII 功能受损。由于放氧复合物在干旱条件下被破坏，水的氧化能力受到严重影响。另一方面，也有研究还表明，主要的 PSII 天线，即光捕获复合体 II (LHCII)，在短期干旱胁迫下会从PSII 超级复合体分离，而 PSII核心则不受影响，仅在长期干旱胁迫下才会降解。此外，PSII核心蛋白（例如D1，由PsbA编码）和PSII主要天线蛋白（即LHCB1和LHCB2）的转录水平也在干旱胁迫时下调。
迄今为止，大多数干旱胁迫研究都集中在PSII及其天线上，而对完整光合机构特别是光系统I（PSI）的干旱响应关注较少。近期，发表在New Phytologist上的最新成果“Drought affects both photosystems in Arabidopsis thaliana”为植物相应干旱胁迫提供了新的见解。在本研究中，Chen Hu等人跟踪了拟南芥在14天干旱处理期间光合机构的变化，结合生化和功能测量，进一步的拓展了人们对干旱影响光合膜的认知。
干旱导致PSII超级复合物的分解和PSII核心的降解。相反，光捕获复合物（LHCII）保留在膜中，但不能充当活性PSII的天线，因此代表了光损伤的潜在来源。在非光化学淬灭（NPQ）诱导期间也可以观察到这种效应，即使是短脉冲的饱和光也会导致光抑制。在后期，在严重的干旱胁迫下，PSI天线尺寸也减小，PSI-LHCI超复合物被降解。令人惊讶的是，虽然没有观察到PSI核心蛋白含量的变化，但PSI的功能受到严重影响，表明非功能性PSI复合物在干旱胁迫时大量积累。由此得出结论，干旱影响两个光系统，尽管处于不同的阶段，并且PSII（ΦPSII）对干旱非常敏感，因此可以作为早期发现干旱胁迫的参数。
本研究光系统I和光系统II的功能性参数使用DUAL-PAM-100双通道叶绿素荧光仪完成测量。
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