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原题目:硅藻为啥善于“捕光”?中国科学家找到新机理

硅藻的细胞构造和叶绿体形状。a:中央纲硅藻(中央对称的硅质细胞壁);b:羽纹纲硅藻(两侧对称的硅质细胞壁);c:三角褐指藻细胞中紧凑的细胞核(靛蓝色)、线粒体(赤色)和叶绿体(绿色)排布;d:南极海冰中的硅藻。中科院植物所/供图

记者从中国科学院植物研讨所得悉,被戏称为“奇葩”光合物种——硅藻的第一个光合膜卵白构造剖析研讨事情,已由该所沈建仁和匡廷云研讨团队完成。北京时间2月8日,中国科学家这一突破性的研讨效果“硅藻捕光天线卵白(FCP)捕捉蓝绿光和淬灭多余引发能的构造基本”,获国际有名学术期刊《科学》以长文情势宣布。

这项研讨事情为展现光合作用光反应拓展捕光截面和高效捕捉通报光能机理,和硅藻超强的光珍爱机制供应了坚固的构造基本,也为完成光合作用宽幅捕捉和疾速通报光能的理论盘算供应了可以或许,为人工模拟光合作用机理供应了新理论依据。

同时,该研讨效果为指点设想新型作物、进步植物的捕光和光珍爱才能供应了新思路和新策略,有望基于该效果设想出可以或许应用绿光波段、具有高效捕光和光珍爱才能的新型作物,也可为现代化智能植物工场的生长供应新的偏向。

据介绍,研讨注解硅藻特有的FCP具有精彩的蓝绿光捕捉才能和极强的光珍爱才能,是硅藻可以或许在海洋中闹热的主要原因之一。同时,FCP连系的岩藻黄素和硅甲藻黄素等色素介入形成了壮大的光珍爱机制,有助于硅藻将多余的光能转化为热量,以顺应海水外面疾速转变的光情况。但是硅藻光合膜卵白的构造临时没有取得剖析,极大限定了硅藻光合作用的研讨。

中科院植物所沈建仁和匡廷云研讨团队一向致力于高等植物和藻类捕光天线复合物(LHC)的研讨事情,发明高等植物和绿藻的LHC模子没法完整诠释硅藻FCP卵白中的色素连系、能量捕捉通报和光珍爱机制,亟待经由过程构造研讨而取得新的试验模子。

该团队完成的硅藻第一个光合膜卵白构造剖析研讨事情,初次描写叶绿素c和岩藻黄素在光合膜卵白中的连系细节,说明叶绿素和岩藻黄素在FCP复合体中的空间排布,并展现叶绿素c和岩藻黄素捕捉蓝绿光并高效通报能量的构造基本。该研讨初次展现FCP二聚体的连系体式格局,对几十年来硅藻主要捕光天线卵白聚合状况研讨供应了第一个明白的试验证据。这一高分辨率FCP构造模子为研讨硅藻的光能捕捉、应用和光珍爱机制供应主要的构造基本。

据了解,中国科学家这项突破性研讨效果的论文在投稿过程当中,《科学》编纂部和4名审稿人都对此高分辨率海洋硅藻捕光天线卵白事情赋予高度评价,发起将投稿的论文申报拓展为长文情势宣布。

(见习编纂:覃皓珺)

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