調控植物光合作用新“開關”被發現
- 發佈時間：2015-04-17 01:30:28 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京4月16日電 （記者陳丹）美國密歇根州立大學的研究人員發現了一個調控植物光合作用的新“開關”，這項發表在新一期美國《國家科學院學報》上的成果，將有助於提高作物和生物燃料的産量。
植物通過光合作用來儲存太陽能，這些能量以兩種方式被儲存，用於植物的新陳代謝。植物吸收的能量必須與新陳代謝所消耗的能量均衡，否則植物將開始産生毒素，如果種植者不及時處理這種情況，植物就會死亡。
密歇根州立大學光合作用和生物能學特聘教授大衛·克萊默領導的團隊，重點研究了當光合作用生成的能量輸出與植物消耗的能量達不到均衡時發生的問題。據物理學家組織網15日報道，他們研究發現，植物産生的毒素中有一種叫過氧化氫的物質，是激活一條光合路徑的信號，這一路徑被稱為迴圈電子流（CEF）。
克萊默説，確認這個“開關”的功能有助於提高植物産量、增強植物對環境的適應力，從而緩解在氣候變化條件下全球對於食品和燃料的需求壓力。“未來30年，我們需要顯著提高糧食産量，以滿足不斷增長的全球人口以及可能影響作物産量環境變化的需求。”
研究論文合著者、密歇根州立大學博士後研究員德塞拉·斯特蘭德説，雖然科學家對CEF進行了廣泛研究，但仍然對這個植物中的電子傳遞路線知之甚少。為了滿足植物細胞不斷波動的需求，類似CEF這樣的光合路徑必須能夠迅速連通和斷開。
斯特蘭德表示，為滿足全球對食品和燃料的需求而對植物和藻類的新陳代謝進行修改，就必須了解光合作用的過程，以及根據需要如何進行調整。“簡單地增加植物吸收的太陽能而不保持它與新陳代謝的均衡，可能會適得其反，甚至導致細胞死亡。”她説，“必須精細調節這一能量並確保均衡。”
“要提高植物的産量並不容易，部分原因在於光合作用涉及到生物學中一些最具活性的化學物質，是一個極不穩定的過程。”克萊默説，“我們知道CEF是光合作用中的一個重要過程，尤其是在植物處於乾旱、寒冷或者炎熱等環境下，但我們不知道它是如何調控的。不過，現在我們已經掌握了觸發光合作用的一個要件。”
總編輯圈點
光合作用著實神奇，能在萬分之一秒的瞬間完成光子、激子、電子、離子等傳遞和轉化的複雜物理和化學過程，這種高效機制是當今科學技術遠遠不能企及的。要徹底揭開這一謎團，需要多學科的交叉研究。事實上，當代幾乎所有的物理、化學學科中，最先進的設備與技術都可以用到光合作用研究中來。未來，或許會有那麼一天，通過模擬光合作用，人們可以從工廠裏直接獲取食物，而不再一味依靠植物提供。
- 股票名稱 最新價 漲跌幅
