科普:藻类如何进行光合作用

新华网东京6月7日电(记者蓝建中)植物在进行光合作用时,需要将二氧化碳高效吸收到细胞内。那么,在严重缺乏二氧化碳的水中,藻类是如何进行光合作用的日本京都大学日前发表公报说,该校研究人员发现藻类是通过两种膜蛋白将水中离子化的二氧化碳运送到细胞内叶绿体中的。

   京都大学研究小组利用衣藻进行实验时,注意到衣藻因突然变异而导致光合作用能力下降时,其细胞膜上编码HLA3膜蛋白和叶绿体被膜中编码LCIA膜蛋白的基因功能都会出现下降。

   研究人员发现,如果破坏这两种基因的功能,衣藻吸收碳酸氢盐离子的能力就会下降;反之,如果通过基因操作增强这两种基因的功能,衣藻吸收碳酸氢盐离子的能力就会提高。

   研究小组经分析发现,这两种膜蛋白能够合作搬运碳酸氢盐离子,分别负责让碳酸氢盐离子通过衣藻的细胞膜和叶绿体被膜,从而进入叶绿体内。在叶绿体内碳酸酐酶的作用下,碳酸氢盐离子重新转化为二氧化碳,再通过二氧化碳固定化酶的作用,使衣藻的叶绿体得以进行光合作用。

   研究小组认为,今后如果通过基因操作,让水稻等陆地植物也能编码产生这两种膜蛋白,就能增强其吸收二氧化碳的能力,从而促进光合作用,提高产量。此外,还可以帮助开发能够高效固定二氧化碳的藻类和陆地植物。

   相关论文已刊登在美国《国家科学院学报》网络版上。

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