我国科学家揭秘硅藻为啥善捕光

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中新网2月14日电(记者吴)为什么硅藻被称为自然界中“外来”的光合物种特别擅长“捕光”？日前，中国科学院植物研究所的申和匡的一项新研究发现揭示了硅藻的“秘密”——它具有捕捉和有效利用光能的独特结构。国际知名的学术期刊《科学》以一篇长文章的形式在网上发表了这一成就。基于这项研究，科学家们有望设计出未来能有效捕捉光线的新作物。

光合作用是地球上最大和最重要的化学反应。光合生物重塑了地球表面和大气的组成，并进化出各种生命形式。其中，最熟悉的是陆地上的各种绿色植物。

对于绿色植物，光合作用主要吸收红光和蓝紫光，这与绿色植物吸收光的基本单位有关。绿化带中的能量基本上没有被绿色植物利用，这是它们是绿色的主要原因。然而，自然界中没有能利用绿光的光合生物。海藻有丰富多彩的捕光蛋白，如蓝藻的藻蓝蛋白、红藻的藻红蛋白、硅藻的藻黄素-叶绿素蛋白等。，这可以帮助藻类在海水的不同深度利用不同的太阳能。其中，硅藻是海洋赤潮的主要“肇事者”，是最“成功”的光合生物之一，分布范围广，其吸收二氧化碳的能力约占全球生态系统的五分之一，高于热带雨林的贡献。

以往的研究表明，硅藻特异性天线蛋白具有优异的蓝绿色光捕获能力和较强的光保护能力。然而，硅藻光合膜蛋白的结构一直没有得到很好的解决，这极大地限制了硅藻光合作用的研究。这次，研究人员分析了硅藻主要集光天线蛋白的高分辨率结构，这是硅藻光合膜蛋白结构分析的首次研究工作，为研究硅藻的光能捕获、利用和光保护机制提供了重要的结构基础。基于这一成果，科学家们有望设计出能够使用绿色光带、具有高效集光和光保护能力的新型作物，并为现代智能植物工厂的发展提供新的方向。

《人民日报》(2019年2月15日，第12版)

来源：搜狐微门户