找到光合作用机理 作物长得更好

10月15日，广西隆安引入灯光补给系统，给生长期的火龙果进行补光，促进光合作用，提高火龙果产量。（新华社）

大陆中科院植物所研究员张立新携手8家单位展开「光合作用分子机制与作物高光效品种选育」工作，利用晶体结构解析以及冷冻电镜技术，研究团队透过对最原始的光合生物蓝藻、红藻、矽藻到高等植物的光合膜超分子复合物精细结构解析，探索光合作用体系高效吸能、传能的分子机理，发现蓝细菌中独特的四聚体PSI复合物的结构、叶绿素C和岩藻黄素捕获蓝绿光并高效传递能量的结构基础，进一步发现光合作用光反应的原理。

光合作用是地球上最重要的化学反应，是人类食物和能源的主要来源，也是农作物产量形成的基础，张立新表示，对光合作用分子原理进行研究，目的在于挖掘作物光能利用潜力，为农作物改良提供理论性的指导和技术途径。

透过5年的研究，张立新与研究团队发现蓝细菌中独特的四聚体PSI复合物的结构，PSI寡聚化在环式电子传递和类囊体膜重排过程中光系统I复合物的重要功能，以及叶绿素C和岩藻黄素捕获蓝绿光并高效传递能量的结构基础，进一步了解光合作用光反应，并拓展捕光截面和高效捕获传递光能机理，为矽藻超强的光保护机制提供了坚实的结构依据。

这些成果让人们对光合作用高效吸能、传能和转能的原理有更深入的认识，张立新说，对这些基因资源的挖掘，有助于深入了解植物叶绿体的生物发生原理，以及叶绿体响应外界环境变化维持高光效原理。

张立新表示，随着遗传学、分子生物学、基因组学、蛋白组学和代谢组学等相关技术在光合作用研究领域的运用，光合作用的许多生理生化过程已经从分子水平得到更多的认识，正孕育着一系列重大突破，提高作物光合作用效率能有效保障粮食安全，促进农业发展以及维持人类粮食来源稳定。