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研究:是时候帮助大自然成为最好的二氧化碳吸收者

2021-12-19 10:35:09 cnBeta.COM
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但地球上最重要和最基本的生命功能--光合作用--直到现在才跟植物选择或培育有关,而这个时代人类活动造成的温室气体排放正在威胁着我们的星球。凭借目前已有的新技术,来自世界各地的科学家们现在正努力了解驱动光合作用的植物内部过程。

在科学杂志《PNAS》上发表的一项新研究中,哥本哈根大学植物和环境科学系的研究人员发现,植物叶细胞中的一组蛋白质即CURT1,其在光合作用中发挥的作用比曾经认为的要重要得多。

“我们发现,CURT1蛋白从种子阶段就开始控制植物的绿叶发育。因此,这些蛋白质对如何有效地建立光合作用有着重大影响,”该研究的论文主要作者Mathias Pribil副教授解释道。

启动光合作用的蛋白质

以前人们认为CURT1蛋白发挥的作用较小,只存在于完全发育的叶片中。但通过利用最先进的成像技术(摄影和计算机设备),研究人员得以将一系列实验性拟南芥(Arabidopsis)植物的生长情况放大了30000倍。这使他们能在分子水平上研究这些植物。研究人员可以看到,CURT1蛋白在植物生命的最初阶段就已经存在。

“从土壤中出来是植物的一个关键时刻,因为它受到阳光的冲击,迅速需要进行光合作用来生存,”Mathias Pribil说道,“在这里,我们可以看到CURT1蛋白协调了启动光合作用的过程以使植物得以生存,而这是我们以前不知道的。”

光合作用在叶绿体中进行,叶绿体是植物细胞中0.005毫米长的椭圆体,它们是植物叶片细胞中的一种器官。在每个叶绿体内,有一层膜存放着蛋白质和其他使光合作用成为可能的功能。

“CURT1蛋白控制这层膜的形状,这使得植物细胞中的其他蛋白更容易移动并根据植物周围环境的变化执行围绕光合作用的重要任务,”Pribil指出,“这可能是为了在阳光强烈时修复采光蛋白复合物,或在阳光微弱时提高叶绿体采集光能的能力。”

改善未来的二氧化碳摄取

这项新发现使人们对地球上最重要的生化反应有了更深入的了解。的确,如果没有植物,动物和人类都不会在我们的星球上存在。到目前为止,该结果只适用于拟南芥植物,但如果CURT1蛋白对光合作用的重要性没有扩展到其他植物,Pribil将感到惊讶。

“这是在了解控制光合作用的所有成分的道路上迈出的重要一步,”Mathias Pribil说道,“问题是我们是否能利用这些新知识来改进一般植物的CURT1蛋白复合物,从而优化光合作用。我们的大部分研究都围绕着使光合作用更加有效以便植物能够吸收更多的二氧化碳。正如我们在整个农业历史上选择和培育最好的作物一样,现在是要帮助大自然成为最好的二氧化碳吸收者。”

责任编辑:bH_03116

关键词: 科学探索 研究:是时候帮助大自然成为最好的二氧化碳吸收

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