光合作用过程中，光系统复合物吸收光能并将之转化为电能，推动电子在光合膜上的复合物和电子传递体间传递，最终生成NAD(P)H。与此同时，光合电子传递导致质子在类囊体囊腔中积累，借以形成质子动力势(proton motive force，pmf)驱动ATP合酶催化ATP的合成。根据1961年Mitchell提出的化学渗透假说，pmf包括跨膜电位ΔΨ和质子梯度势ΔpH两个组分。由于线粒体内膜对其他离子的通透性很低，线粒体pmf主要以ΔΨ形式储存，ΔpH只有0.5左右。而在叶绿体中，ΔpH必须达到1.8-3.0个pH值单位才能使囊腔中达到足够的酸性条件，用以激活非光化学淬灭NPQ和限制电子在Cyt b6f复合物上的传递，达到控制光能吸收和调节电子传递的目的。因此，叶绿体跨类囊体电位ΔΨ必须被快速地消散，才能够维持一定水平的跨膜质子梯度势ΔpH。早期研究表明:光合作用过程中类囊体是通过K+的外排和Cl-的内吞来实现类囊体膜两边的电中性，即降低跨膜电位ΔΨ。最近，负责类囊体K+转运的K+通道蛋白TPK3和K+/H+离子交换体KEA3被发现，但负责类囊体Cl-转运的分子基础仍未被发现，类囊体ΔΨ调控的分子机理和生理学意义也不清楚。　　为了阐明类囊体跨膜电位ΔΨ调节的分子机理，我们以叶绿素荧光参数NPQ为指标，建立了筛选ΔΨ调节缺陷突变体的体系。NPQ由类囊体囊腔内一定浓度的H+激活，是高等植物散失过饱和激发能的重要手段。NPQ的变化可间接反映ΔpH水平，进而反映ΔΨ的变化。我们利用叶绿素荧光仪筛选得到一个NPQ诱导缺陷的突变体atbest1。我们通过Mapping和高通量测序克隆了AtBest1基因。蛋白质比对分析发现了Atbest1的一个同源蛋白Atbest2，但Atbest2表达量极低，表明AtBest1是拟南芥中的主要表达形式。通过测定突变体atbest1atbest2双突变体（称为atbest突变体）和野生型的pmf以及它的两个组份ΔΨ和ΔpH发现，atbest突变体中ΔΨ组分明显升高，而ΔpH仅仅有轻微降低，表明AtBest是降低ΔΨ、调控pmf分配所必须的。　　AtBest是一个含有bestrophin结构域的类囊体膜蛋白，具有与哺乳动物和细菌bestrophin蛋白类似的四个跨膜结构域及三维结构。前期报道证明，bestrophin蛋白形成五聚体结构，是最新发现的一类Cl-转运蛋白。据此，我们推测AtBest很可能发挥着与bestrophin蛋白相同的氯离子通道功能。为了验证这一推测，我们利用非损伤微测技术NMT体外检测了光反应过程中跨类囊体膜的Cl-转运情况。我们发现照光期间atbest突变体类囊体Cl-不能流入，而在野生型中可以检测到Cl-转运到类囊体中，说明AtBest确实具有转运Cl-功能。　　为了研究光合作用过程中AtBest介导的Cl-跨类囊体膜内吞的生理学意义，我们对突变体的叶绿体进行了显微观察，发现atbest突变体类囊体的囊腔体积显著变大，这可能是AtBest缺失导致类囊体膜内外渗透压失衡造成的。叶绿素荧光动力学分析显示，光合作用过程中atbest突变体NPQ诱导效率降低，表明AtBest转运Cl-消散ΔΨ是ΔpH快速建立所必须。为了阐明AtBest调控ΔΨ的生理学意义，我们利用变化光检测野生型和突变体植株的NPQ诱导曲线并检测温室培养植株置于室外适应后光合参数的变化。结果发现atbest突变体受到更严重的光抑制，表明AtBest是植物适应变化光环境进行光保护所必须。　　综上所述，我们建立了有效筛选ΔΨ调节缺陷突变体的体系，首次发现了负责类囊体Cl-跨膜转运的离子通道蛋白AtBest。AtBest负责转运类囊体Cl-内流，是维持类囊体渗透压平衡、调控pmf分配以及植物光保护所必须的。我们的研究结果有助于阐明ΔΨ调节的分子机制和生理学意义，为深入研究光合作用精细调控机制提供理论基础。