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科学家首次解析硅藻为何善“捕光”

发布时间:2021-06-29    来源:乐鱼官网7899

本文摘要:中国科学院植物研究所最近的研究发现了自然界奇异的红藻类硅藻类如何利用独特的构造有效地捕捉和利用光能。

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中国科学院植物研究所最近的研究发现了自然界奇异的红藻类硅藻类如何利用独特的构造有效地捕捉和利用光能。2月8日,学术期刊《科学》在长文网上公开发表了这一成果。基于这项研究,科学家将来会设计出有效捕光的新作物。

该所沈建仁和匡廷云研究团队分析了硅藻的主要捕光天线蛋白高分辨率结构,这是硅藻的第一个红藻膜蛋白结构分析研究成果,为研究硅藻的光能捕捉、利用和光维护机制取得了最重要的结构基础。对绿色植物来说,光合作用主要吸收红光和蓝紫光,这种现象与绿色植物吸收光的基本部门有关。绿光带的能量几乎没有被绿色植物使用,这也是绿色的主要原因。

但是,自然界并不是没有利用绿光的红藻生物。海藻享有丰富多彩的捕光蛋白,如蓝藻的海藻蓝蛋白、红藻的海藻红蛋白、硅藻的岩藻黄素-叶绿素蛋白等,有助于海藻在不同的海水深度下利用不同的太阳光。

其中,海洋红潮的主要加害者硅藻是最顺利的红藻生物之一,其生产范围广,吸收二氧化碳的能力约占世界生态系统的五分之一,低于热带雨林的贡献。此前研究指出,硅藻特有的捕光天线蛋白具有优异的蓝绿光捕光能力和强大的光维护能力。但硅藻红藻膜蛋白的结构多年没有分析,大大允许了硅藻光合作用的研究。中国科学家最近的研究空缺,为人工模拟光合作用机制取得了新的理论依据。

该研究同时指出,学术界过去的主流观点可能没有问题。来自研究团队的科学家根据这个成果,科学家将来会设计出需要利用绿色光带、高效的捕光和光维护能力的新作物,为现代智能植物工厂的发展取得新的方向。


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