化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   现代农业 资讯   >  中科院微生物所在提高光合作用效率上取得新进展
中科院微生物所在提高光合作用效率上取得新进展
2016-09-12 09:24:07来源:元素商城

元素百科为您介绍中科院微生物所在提高光合作用效率上取得新进展。光合作用是一个极其复杂的生化过程。根据是否需要光,光合作用被人为地分为光反应和暗反应,两种反应是密不可分的有机整体。光反应产生能量ATP和还原力NADPH,而暗反应需要消耗ATP和NADPH,实现对二氧化碳的还原固定。

 中科院微生物所在提高光合作用效率上取得新进展

研光合作用研究原理

中科院微生物研究所李寅研究组针对光反应产生的ATP不能满足暗反应固碳能量需求这一问题,根据光反应中ATP是与NADPH偶联产生的基本原理,从细胞全局出发,把光合作用的光反应和暗反应作为有机整体,以连接光合作用光反应和暗反应的NADPH为切入点,提出了一个导入NADPH消耗模块,从而打破细胞固有的NADPH平衡,通过光反应与暗反应的有效耦联,来增强光反应的内在驱动力,进而提高光合作用效率的新策略。该工作已于2016年8月在线发表在Metabolic Engineering杂志上。

研光合作用研究意义分析

李寅告诉记者,该研究的意义主要体现在两个方面:一是经过各种指标评测,经过改造的蓝藻,其光合作用效率可以提高40%到50%,表现在生长速度和生物量显著提高。为此李寅举例,假设农作物的光合作用能提高50%,意味着每亩地就能增收50%的粮食。如果农作物的生长速度还能加快,意味着一年也许可以种两季、三季,土地的利用率就能进一步提高。“事实上,40%到50%的提高幅度,对光合作用这样一个非常复杂的体系,是相当高的。”

二是经过改造的蓝藻,其光饱和点从600光照强度单位(以光量子通量密度表征,mmol/m2/s),提高到了1200光照强度单位。这意味着改造后的蓝藻,能够耐受更强的光,或者说能够适应更宽的光照强度变化范围。

“这对自然界中的植物特别有意义,因为我们知道,在自然界中,光照强度的变化幅度是很大的。如果能够改造获得耐受高光照强度的植物,在太阳光强烈时,这些耐受高光照强度的植物,正好可以更有效地把光能转变为化学能固定下来,实现增产。”同时,他认为能够耐受高光照强度的植物,也具有更好适应自然界中光照强度变化的能力。

由于研究是以一种能够进行光合作用的原核微生物——蓝藻为模型,所以李寅认为,不能简单地推断,在这样一个原核生物中取得的结果,一定能够在真核生物或植物中产生相似的效果。

他表示,以往关于光合作用的研究,或希望提高光反应的效率,或希望提高暗反应的效率,有点像“头痛医头,脚痛医脚”。把光反应和暗反应作为一个整体来提高光合作用效率的思路,也可为改造植物光合作用效率的相关研究提供借鉴。

同时,李寅研究组的结果也表明,蓝藻的光合作用效率可能还有更大的提高空间。“目前我们还不完全清楚改造后蓝藻耐受更高光照强度的分子机制。如果弄清这种机制,我们或许会发现与光合作用相关的新靶点,有可能导致新的改造思路或策略的诞生。”

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 生态农业农业知识  
相关专题: 农业
相关阅读:
●  杜邦开启脲嘧啶类除草剂研发先河 未来市场增长潜力不容小觑
元素百科为您介绍杜邦开启脲嘧啶类除草剂研发先河,未来市场增长潜力不容小觑。作为生物体RNA的重要组成部分之一,脲嘧啶具有广泛的生物活性已被世人知晓。但将脲嘧啶类化合物开发成除草剂得追溯到上世纪60年代。当时,杜邦公司开发出了首个脲嘧啶类除草剂——除草定,正式开启了该类除草剂研发的先河。而真正掀起脲嘧啶类除草剂开发热潮的是在上世纪90年代,当时人们对于该类除草剂的作用机理有了更深入的了解,发现脲嘧啶......
●  农业知识:水培蔬菜栽培技术
元素百科资讯频道:本文主要讲的是关于水培蔬菜栽培技术的文章,水培蔬菜,是指大部分根系生长在营养液液层层中,只通过营养液为其提供水分、养分、氧气的有别于传统土壤栽培形式下进行栽培的蔬菜。水培蔬菜生长周期短,富含多种人体所必需的维生素和矿物质。水培蔬菜高产而科学,得到广大菜农的认可。干净卫生且时尚美观,让不少人在家跃跃欲试,甘当“都市菜农”。 水培蔬菜栽培技术 ......
●  苏格兰禁止种植转基因作物
元素百科资讯频道:苏格兰政府近日宣布,计划禁止耕种由欧盟监管机构批准的所有转基因作物。苏格兰禁止转基因作物在法律上有据可循:今年年初,欧洲议会批准了一项新法,允许欧盟成员国因为“科学以外的其他原因”——包括国家计划和社会经济影响等——禁止转基因作物。这项新法还包括使相关权力下放至如苏格兰政府和其他成员国政府等。 ......

您确定要从购物车中移除吗???