全球碳循环中扮演重要角色,中国科学家破解这一海洋植物高效利用光能机制

2025年9月12日
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(图片来自网络)

颗石藻是海洋中重要的浮游植物,在白垩纪鼎盛时期是海洋初级生产力主要贡献者,还因碳酸钙外壳在地层留下“白垩”痕迹,在海洋碳沉积和全球碳循环中扮演关键角色。颗石藻能适应海水不同深度的光环境,高效光合自养但微观光能利用机制不清。

9月12日,国际学术期刊《科学》发表中国科学家研究成果。中国科学院植物研究所研究团队纯化解析赫氏艾米里颗石藻光系统超级复合物三维结构,首次在原子层面揭示其适应海洋光环境的独特策略。颗石藻光系统捕光截面是典型陆地植物豌豆超级复合物的4~5倍,捕获光能的量子转化效率超过95%,具备特殊的蛋白组装和能量传递特征。

研究团队发现,颗石藻光系统核心周围环绕38个“捕光天线”,以模块化方式排列成8个放射状捕光天线条带,大幅扩展了捕光面积。同时,其含有丰富的叶绿素c和岩藻黄素类型类胡萝卜素,能高效吸收海水深水区的蓝绿光与绿光;大量叶绿素c与叶绿素a构成平坦畅通的能量传递网络,保障了超高量子转化效率。这一研究成果为理解光合生物高效的能量转化机制提供了新的结构模型。

王文达研究员表示,未来计划以此为基础设计新型光合作用蛋白,用于模拟开发高碳汇生物资源,在合成生物学和气候变化应对领域具有巨大潜力。

(声明:该内容经AI精编) 查看原网页

精彩评论(10)

  • 网友10 2025-09-12 07
    希望未来能把这些原理应用到实际,帮助应对环境挑战,为社会做贡献。
  • 网友9 2025-09-12 07
    这样的前沿科学研究成果,对孩子和大众科普很有用,能提高科学素养。
  • 网友8 2025-09-12 07
    叶绿素和类胡萝卜素的作用研究得很透彻,能量传递网络的分析很专业。
  • 网友7 2025-09-12 07
    海洋碳循环和光能利用的研究,对保护海洋生态很重要,这样的成果值得点赞。
  • 网友6 2025-09-12 07
    为我国科学家厉害!破解海洋植物机制,在合成生物学和气候变化应对有潜力,很自豪。
  • 网友5 2025-09-12 07
    从研究过程看,技术手段很先进,解析出三维结构很不容易,为未来生物技术打下了基础。
  • 网友4 2025-09-12 07
    希望这些研究成果能转化成实际应用,在环保和能源方面大显身手。
  • 网友3 2025-09-12 07
    我现在知道了海洋里的颗石藻是‘高效光能小能手’,感觉海洋世界更神奇了。
  • 网友2 2025-09-12 07
    科学家对颗石藻光系统结构的解析很深入,为光合生物进化研究提供了新视角,学术价值高。
  • 网友1 2025-09-12 07
    这研究太酷了!海洋植物的光能利用机制搞清楚,对应对气候变化有新帮助,科技发展真快。
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