新型光合作用可利用近紅外光

或?qū)⒏膶懡炭茣?為農(nóng)作物改良提供新思路

科技日?qǐng)?bào)北京6月18日電 (記者劉霞)據(jù)美國《每日科學(xué)》網(wǎng)站報(bào)道，根據(jù)近日發(fā)表于《科學(xué)》雜志上的一篇論文，英國帝國理工學(xué)院牽頭的一個(gè)國際科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在陰暗環(huán)境下生存的藍(lán)藻內(nèi)，存在一種新型光合作用。與目前地球上占主導(dǎo)地位的利用紅光的光合作用不同，新光合作用利用的是近紅外光。該發(fā)現(xiàn)不僅改變了人們對(duì)光合作用基本原理的認(rèn)識(shí)，甚至還可能改寫課本。

研究人員解釋，目前我們所知的光合作用是通過葉綠素-a來收集光線，并利用光能制造有用的生化物質(zhì)和氧氣。由于葉綠素-a存在于已知的所有植物、藻類及藍(lán)藻中，因此人們普遍認(rèn)為，紅光的能量為光合作用設(shè)置了“紅光限制”——在產(chǎn)生氧氣的化學(xué)過程中需要的最少能量。

然而科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，一些在低能量的近紅外光下生長的藍(lán)藻，使用葉綠素-f來進(jìn)行光合作用，打破了葉綠素-a一統(tǒng)天下的局面——這就是超越“紅光限制”的光合作用。

人們此前曾發(fā)現(xiàn)，另一種藍(lán)藻(Acaryochloris)也可進(jìn)行超越“紅光限制”的光合作用。但由于其僅發(fā)生在單一物種內(nèi)，且生長地特殊，故被認(rèn)為是孤例。最新發(fā)現(xiàn)的基于葉綠素-f的光合作用則代表了第三種廣泛存在的光合作用。

研究人員指出，這種光合作用只存在于特殊的紅外光豐富的陰暗環(huán)境中，正常光照環(huán)境仍是標(biāo)準(zhǔn)紅光形式光合作用的“天下”。此外有人認(rèn)為，超越“紅光限制”會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的光損傷。但新研究表明，在穩(wěn)定的陰暗環(huán)境中，光損傷并非問題。

研究負(fù)責(zé)人、帝國理工學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院的比爾·盧瑟福教授認(rèn)為：“這種新型光合作用改變了我們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光合作用‘內(nèi)核’的認(rèn)識(shí)，是一項(xiàng)改寫教科書的發(fā)現(xiàn)。”

研究人員還表示，新發(fā)現(xiàn)也為搜尋外星生命提供了新思路。此外，研究這些藍(lán)藻如何保護(hù)自己免受光的亮度變化所導(dǎo)致的損傷，有助于發(fā)現(xiàn)更好的作物改良方法。

【編輯:姜貞宇】