科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
美國普渡大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《植物通訊》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）自我修復(fù)機(jī)制的重要研究成果。PSⅡ是一種關(guān)鍵的蛋白質(zhì)復(fù)合體，自20億年前藍(lán)細(xì)菌開始向地球大氣中貢獻(xiàn)氧氣以來，它就成為地球上的造氧核心。
PSⅡ?qū)τ谏陵P(guān)重要。其可以為地球上的生命提供能量，但過量光照會(huì)對(duì)其造成損害，降低植物的光合效率。為了應(yīng)對(duì)這種損傷，植物必須快速且有效地修復(fù)PSⅡ。此次新研究旨在深入了解這一復(fù)雜的自我修復(fù)過程，并探索提升其效率的方法。
研究指出，即使在低光條件下，PSⅡ也會(huì)持續(xù)更新；而在高光環(huán)境下，損傷與修復(fù)的速度都會(huì)顯著加快。然而，在高光強(qiáng)度與其他環(huán)境壓力因素（如干旱、鹽度和高溫）共同作用下，修復(fù)速度可能無法跟上損傷速度，導(dǎo)致光合作用效率下降。
該研究的長遠(yuǎn)目標(biāo)是利用基因工程技術(shù)調(diào)整植物的PSⅡ修復(fù)周期，以提高光合作用效率。這可能對(duì)作物改良產(chǎn)生重大影響。最近的一些嘗試，例如調(diào)節(jié)植物的光保護(hù)途徑，已經(jīng)顯示出可以增強(qiáng)作物的光合效率。
研究團(tuán)隊(duì)表示，通過對(duì)PSⅡ修復(fù)過程中涉及的蛋白質(zhì)磷酸化和氧化修飾等機(jī)制的理解，未來或許能夠設(shè)計(jì)出更加高效且耐壓能力更強(qiáng)的作物品種，這對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展以及全球糧食安全都具有重要價(jià)值。這項(xiàng)突破性研究不僅加深了人們對(duì)植物光合作用的認(rèn)識(shí)，也為未來的作物改良提供了新方向。
