藻類基因催生的作物植物可以利用更多光照生長得更好
由於最近在海洋藻類方面的一項發現,科學家們培育出了能夠吸收更全面陽光光譜的作物植物,使其生長得更好。這項發現還能提高生物燃料的產量。
研究中使用的藻類原本是另一項關於珊瑚-藻類共生關係研究的一部分,在這些紅珊瑚珊瑚蟲上顯示為綠色斑點Jinkerson/Xiang/UCR
由於海水在接近海面的地方會吸收太陽光中的紅色光譜,因此海洋藻類只能利用照射到它們身上的藍綠色光譜。為了利用這些光線進行光合作用,它們會產生一種特殊的吸收藍綠色光的葉綠素,即葉綠素c。
葉綠素a 和葉綠素b 分別主要吸收紫藍光和橘紅光。葉綠素a 和葉綠素b 都不擅長吸收藍綠光。那麼,如果一種陸生植物能夠產生a、b和c 會怎麼樣呢?這就是新研究的意義。
在向婷婷副教授的帶領下,加州大學河濱分校的研究小組最近確定了使甲藻(一種海洋藻類)產生葉綠素c 的基因。
與傳統對照組相比,這種能力使基因改造植物能夠吸收更寬光譜的陽光,從而顯著提高生長速度。雖然這項研究使用的是菸草植物,但相信這項技術對任何種類的作物植物都適用。
科學家也認為,他們的發現可能會提高藻油生物燃料的產量。這是因為已經有一些水生藻類能像陸生植物一樣自然產生葉綠素a 和b,但不能產生葉綠素c。如果能改造這些水藻,使它們也能產生葉綠素c,那麼它們就能生長得更快,生產出更多的石油。
“葉綠素c 生物合成途徑的確定不僅僅是一個科學奇觀,它還可能改變可持續能源和糧食安全的遊戲規則,”該研究論文的共同作者羅伯特-金克森教授說。”我們不僅對海洋生態系統的命脈有了深入的了解,還開闢了一條通往開發更強健作物和高效生物燃料的道路。”
該論文發表在《當代生物學》雜誌。