藻类基因可能会提高主要粮食作物的效率和产量

发表日期：2014-05-22 04:37AM 阅览次数：

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美国纽约州伊萨卡
2014年5月16日

来源：康奈尔纪事
作者：Kristina Ramanujan

叶绿体（红色）中的荧光微区（绿色）。叶绿体是光合作用的场所，由于叶绿素的自发荧光所以呈红色。该微区被荧光蛋白标记为绿色。

由于全球人口膨胀，人类面临着养活更多的人，新的研究已经向前迈出了一步，用蓝绿藻基因来进一步提高主要农作物的光合作用，进而提高植物效率和增加单产。

康奈尔大学和英国洛桑研究所的科学家报道说使用蓝绿藻（称为蓝藻）的基因在光合作用的植物细胞内建立微区，这是提高光合作用的重要突破。

这项研究结果在线发表在5月8日的植物学报上。

进行光合作用时，所有植物采用所谓的Rubisco酶用二氧化碳、水和光来制造氧气和蔗糖；植物以蔗糖为能量并形成新的植物组织。

但Rubisco与空气中的二氧化碳和氧进行反应。当它与氧反应，随着温度的升高而增加，光合作用速率下降，进而降低产量。

蓝绿藻也进行光合作用，但它们采用了一种将二氧化碳浓缩在Rubisco周围的多面体微区内的机制，Rubisco可以更加高效地与二氧化碳和氧气进行反应，从而使光合作用更加高效。

到现在为止，“没有人能告诉你可以在植物内建造这个微区，”该论文的第一作者Maureen Hanson实验室的博士后研究员Myat Lin说。Maureen Hanson是该研究的资深共同作者和康奈尔大学植物分子生物学的Liberty Hyde Bailey教授。

Lin设计了一种方法将藻类控制微区外层（被称为壳）的基因插入到模型植物烟草中，汉森说。

现在，研究人员有了一种将壳插入到叶绿体（植物细胞中发生光合作用的细胞器）的方法，下一个步骤是将Rubisco、其他蛋白质和一种帮助用微区将二氧化碳运输到Rubisco的酶整合进去。

洛桑研究所的科学家Martin Parry、Alessandro Occhialini、John Andralojc、Jean Devonshire是该研究的共同作者。

美国国家科学基金会和英国生物技术和生物科学研究理事会资助了该研究。