美國普渡大學研究團隊在《植物通訊》雜誌上發表了一項關於光係統Ⅱ(PSⅡ)自我修複機製的地球重要研究成果。PSⅡ是造氧自修制揭一種關鍵的蛋白質複合體,自20億年前藍細菌開始向地球大氣中貢獻氧氣以來,核心它就成為地球上的复机造氧核心。
PSⅡ對於生命至關重要。地球其可以為地球上的造氧自修制揭生命提供能量,但過量光照會對其造成損害,核心降低植物的复机光合效率。為了應對這種損傷,地球植物必須快速且有效地修複PSⅡ。造氧自修制揭此次新研究旨在深入了解這一複雜的核心自我修複過程,並探索提升其效率的复机方法。
研究指出,地球即使在低光條件下,造氧自修制揭PSⅡ也會持續更新;而在高光環境下,核心損傷與修複的速度都會顯著加快。然而,在高光強度與其他環境壓力因素(如幹旱、鹽度和高溫)共同作用下,修複速度可能無法跟上損傷速度,導致光合作用效率下降。
該研究的長遠目標是利用基因工程技術調整植物的PSⅡ修複周期,以提高光合作用效率。這可能對作物改良產生重大影響。最近的一些嚐試,例如調節植物的光保護途徑,已經顯示出可以增強作物的光合效率。
研究團隊表示,通過對PSⅡ修複過程中涉及的蛋白質磷酸化和氧化修飾等機製的理解,未來或許能夠設計出更加高效且耐壓能力更強的作物品種,這對於農業發展以及全球糧食安全都具有重要價值。這項突破性研究不僅加深了人們對植物光合作用的認識,也為未來的作物改良提供了新方向。