光合作用是将太阳能转化为生物体内化学能的主要途径，为地球上几乎一切生命的生存和发展提供物质基础，是维持地球上生命活动的最根本的生化反应，被诺贝尔奖基金委员会评为地球上最重要的化学反应。植物从浮游生物进化到陆生生物过程中经历了从蓝细菌原核时代到红藻和绿藻等真核藻类，再从绿藻历经苔藓植物、蕨类植物等进化到高等维管植物。
这些放氧光合生物的光合作用是由光系统II（Photosystem II, PSII）、光系统I（Photosystem I，PSI）、细胞色素b6f、ATP合成酶四种蛋白复合物协同完成的。其中光系统I蛋白复合物是最高效的化学机器，电荷分离效率接近100%。
目前，科研人员已经完成蓝藻、红藻、绿藻以及高等维管植物光系统I复合物高分辨率结构解析，但对苔藓光系统I高分辨率结构研究却甚少。通过解析过渡物种苔藓光系统I蛋白复合物的高分辨率结构，有助于我们认知植物从水生向陆生进化过程中，光系统I为应对光环境以及能量传递方式作出的策略改变。
苔藓植物是现存最早的陆生植物，分为藓纲、苔纲和角苔纲，代表了植物演化过程中从水生到陆生的过渡类群。植物在从水生到陆生进化的过程中，经历了巨大的环境变化，其中光强和光质的变化尤为剧烈。苔藓植物光反应中心结构的解析不仅可以揭示上述理论意义，而且能够为提高植物的光能利用效率以及作物产量等方面提供新思路。
近日，中国科学院植物研究所光合膜蛋白结构生物学研究团队与清华大学隋森芳院士课题组合作在Cell Discovery上发表题为Antenna arrangement and energy transfer pathways of PSI-LHCI from the moss Physcomitrella patens的论文，利用单颗粒冷冻电镜技术（Cryo-EM）解析了藓纲模式植物小立碗藓光系统I-捕光复合物I（PSI-LHCI）复合物3.23埃分辨率的三维结构。
研究发现小立碗藓光系统I复合物的整体结构与维管植物光系统I复合物的结构相似，都是由4个外围天线包围核心亚基呈现一种半月形的单体结构。而与绿藻PSI-LHCI复合物外围结合10个外围天线相比，数量减少了一半以上，这也导致苔藓光系统I复合物的捕光天线截面减少了一半以上。
浮游植物在水生环境中光质弱且不稳定，植物进化到陆地生活后光质变的强且相对稳定，所以减少捕光天线数量可以帮助陆生植物更好的适应陆地强光，减少过度光照对自身造成的光损伤。