藻类基因促进作物植物生长更好,利用更多的光

碳汇土壤课程 2024-06-07 08:38:40

藻类基因促进作物植物生长更好,利用更多的光

本·考克斯沃斯著

研究中使用的藻类,最初是另一项关于珊瑚与藻类共生关系的研究的一部分,在这些红珊瑚息肉上显示为绿色斑点

研究中使用的藻类,最初是另一项关于珊瑚-藻类共生关系的研究的一部分,在这些红珊瑚息肉上显示为绿色斑点

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由于最近一项关于海洋藻类的发现,科学家们已经开发出了能够吸收更多阳光的作物,从而更好地生长。这一发现还可能导致生物燃料产量的增加。

因为海水吸收了接近表面的红色光谱的阳光,海藻只能将就着接受接近它们的蓝绿色光谱。为了利用这种光进行光合作用,它们产生一种特殊的蓝绿光吸收叶绿素,称为叶绿素c。

因为陆生植物已经可以接触到红色光谱,所以它们不会产生叶绿素c,而是产生叶绿素a和叶绿素b,这两种光分别主要吸收紫蓝光和橙红光。a和b都不擅长吸收蓝绿色的光。

那么,如果一种陆生植物能产生a、b和c,会发生什么呢?这就是这项新研究的切入点。

加州大学河滨分校(University of California Riverside)助理教授向婷婷(Tingting Xiang)领导的一个研究小组最近发现了能让鞭毛藻(一种海洋藻类)产生叶绿素c的基因。研究人员随后将该基因植入烟草植株,烟草植株开始合成叶绿素c以及常见的a和b。

这种能力使转基因植物比传统对照组吸收更广泛的阳光光谱,从而显著提高了生长速度。虽然这项研究使用的是烟草植物,但人们相信这项技术应该适用于任何一种作物。

科学家们还认为,他们的发现可能会导致藻类油衍生生物燃料的产量增加。这是因为已经有一些水生藻类自然产生叶绿素a和b,但不产生叶绿素c,就像陆生植物一样。如果这些藻类也能产生c,那么它们可能会生长得更快,产生更多的油。

“鉴定叶绿素c的生物合成途径不仅仅是一种科学好奇心;它可能会改变可持续能源和粮食安全的游戏规则,”该研究论文的合著者罗伯特·金克森教授说。“我们不仅深入了解了海洋生态系统的命脉,而且开辟了一条开发更健壮的作物和高效生物燃料的道路。”

这篇论文发表在《当代生物学》杂志上。

资料来源:加州大学河滨分校

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