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                科研人员研⊙究提高植物光合效率 应对全球变暖下粮食安全挑战
                【大中华食品网】 时间:2020-04-21 来源:中国新闻网 【收藏本页
                  增加细胞核々源D1合成途径显著增强植物的高温抗性,光合作用效率,生物←量和产量。中国科学院分子植物科学卓越创新中心 供图

                  中新网上】海4月21日电 (申海)国际植物生物学知名期刊Nature Plants 21日在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心,植物分子遗传国家重点实验室郭房庆研究组的√最新研究成果。该研究通过遗传工程手段在拟南芥、烟草和水稻中创建了一条全新的,且由高温响应★启动子驱动的细胞核融合基因表达的D1蛋白合成♀途径,建立了植物细胞D1蛋白合『成的“双途径”机制(天∩然的叶绿体途径和创建的核途径)。据介绍,增加▼细胞核源D1合成途径显著增强植物的高温抗性,光合作用效率,二〓氧化碳同化速率,生物量和产量;从为植物细胞增加一条全新的D1合成途径并显著提高光能利用效率角度而言,这一原始创新性的发现具有重要的理论意义和应◎用价值。

                  温度是影响植物生长周期和地理分布的主〒要因素之一№。随着温室效应的加剧,全球气候变暖造成的高温胁迫日益成为现代农∏业生产体系所面临的严峻挑战,同时也对世界粮食安全造成严重威胁。

                  植物细胞中的叶绿体是进行光◆合作用的主要场所,阳光充足(高光强)或高温胁迫通常会引起叶绿体中活性氧累积,抑制光合作用过∑程,其主要原因是造成“栖息”在叶绿体类囊体膜▲上光合复合体PSII关键蛋白D1的迅速降解,叶片光合机能下降,进而导致作物严重减产。如何提々高强光条件下或高温胁迫下PSII的修复效率,进而增强植物的光合效率,生物量和产量是长期困扰这一☉领域科学家的基础性科学问题和挑战性难题。

                  郭房庆组科研◇团队,认为D1可能是PSII这个“木桶”中最短的“板”,补充D1很可能是提高植物光合效率的关键点。该团队的研究︼进展证实了植物在正常生长和高温胁迫下对于D1的需求是高水平的,天然的叶绿体D1合成途径满足不了植物快速生长和抵抗高温胁迫对于新合成◢D1蛋白的需求。该发现突破了这个领域科学家对于D1蛋白在光合作用中限制性功能的认知,为提高植物光能利用效率方面的一个重要→突破性进展,有助应对温室效应导致全球气候变暖条件下↓的粮食安全生产挑战。

                  该工作得到了中国科学院先导项目(B类)、科技部国家重点研发计划和国家自然科学基金【委员会等项目的资助。
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