澳大利亚国立大学(ANU)最近的研究旨在帮助提高粮食作物产量,并使其比当今的植物有更强的抗旱灾能力。像高粱和小米这样的农作物产量会更高,而且和小麦、水稻相比,抵御旱灾和其他极端灾害的能力更强。
研究认为小麦和水稻,也就是C3植物,利用的是最古老的光合作用形式;而高粱、甘蔗、谷子和玉米是C4植物(光合作用的一种形式),它们将利用二氧化碳、光和水转化成糖的效率更高,叶子失去的水分更少。上述几种农作物均从空气中吸收二氧化碳并将其聚集在叶子深处的特殊细胞里。利用C4光合作用的植物在高温和雨水少的情况下吸收二氧化碳更有优势,但很少有人知其背后的原理。
为了调查这一过程,ANU教授苏珊娜·冯·凯莫尔(Susanne von Caemmerer)和罗伯特·弗班克(Robert Furbank)共同主持开展了碳酸酐酶(CA)的作用研究。CA是二氧化碳在C4植物狗尾草(也称为绿色粟)的叶子中遇到的第一种酶。这种酶对于C4植物光合作用很重要,它帮助空气中的二氧化碳快速分解成细胞液。此研究第一次使样本C4植物转化了更少的CA酶,并看到其对光合作用以及水分流失的影响。研究认为,在恶劣条件下,例如旱灾或是高温下,如果植物大量拥有这种酶将十分有利。该研究由平移光合作用卓越中心资助,相关成果发表在近期的《实验植物学杂志》(Journal of Experimental Botany)上。
团队将继续开展深入研究,验证CA酶在极端环境下的作用。
(编译 乌吉斯古楞)