硅藻為啥擅長“捕光”

中國科學(xué)院植物研究所沈建仁和匡廷云的團(tuán)隊揭示了硅藻的“秘密”——它長有能高效捕獲和利用光能的獨特結(jié)構(gòu)。

對于綠色植物而言，光合作用主要吸收的是紅光和藍(lán)紫光，該現(xiàn)象與綠色植物吸收光的基本單位有關(guān)。綠光波段的能量基本沒有被綠色植物利用，這也是它們呈現(xiàn)綠色的主要原因。

但是，自然界中并非沒有能利用綠光的光合生物。海藻的捕光蛋白可以幫助它們在不同的海水深度利用不同的太陽光能。其中，海洋赤潮的主要“肇事者”硅藻算是最“成功”的光合生物之一。

此前的研究表明，硅藻特有的捕光天線蛋白具有出色的藍(lán)綠光捕獲能力和極強(qiáng)的光保護(hù)能力。然而，硅藻光合膜蛋白的結(jié)構(gòu)長期沒有得到解析，極大地限制了對硅藻光合作用的研究。這次，科研人員解析了硅藻的主要捕光天線蛋白高分辨率結(jié)構(gòu)，為研究硅藻的光能捕獲、利用和光保護(hù)機(jī)制提供了重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

研究團(tuán)隊表示，基于該成果，科學(xué)家有望設(shè)計出能夠利用綠光波段、具有高效捕光和光保護(hù)能力的新型作物，也可為現(xiàn)代化智能植物工廠的發(fā)展提供新方向。