光合作用機理和應(yīng)用研究獲進展

　　光合作用是我們熟知的一種重要生物學(xué)過程，這個過程對于生物界的幾乎所有生物來說都是至關(guān)重要的，不可或缺的，因此光合作用也歷來是科學(xué)家們關(guān)注的焦點。近期兩個研究小組分別在光合作用機理和作用方面獲得了新成果。

　　來自德國馬普研究院生物地理化學(xué)研究所Max Planck Institute for Biogeochemistry的研究人員發(fā)現(xiàn)可以利用光合作用增加氣候模型的可靠性。

　　研究人員將觀察到的情況與模型進行結(jié)合而估算出了每年所發(fā)生的光合作用的總和，這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)該會使人們更好地理解氣候變化是如何對地球的碳循環(huán)發(fā)生影響的。

　　植物每年因為光合作用而從大氣中移除的二氧化碳量被稱為Gross Primary Production或GPP，研究人員認為地球上的植物每年從大氣層中所消耗的該溫室氣體大約為1220億噸。研究人員強調(diào)了在熱帶森林中GPP最為顯著的這一事實，因為那里的GPP占了從大氣中攝取的二氧化碳總量的整整34%。大草原占了全球GPP的26%，盡管它們所占的面積是熱帶森林面積的約2倍。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，降雨量在決定GPP上扮演著一個重大的角色；研究人員說，降雨量在超過40%的有植被的土地上對植物用于光合作用的碳量有著很大的影響。然而，這些研究人員還指出，許多傳統(tǒng)上的氣候模型相互之間存在差異，它們高估了降雨量對GPP的影響，因為它們?nèi)鄙偃蚬夂献饔盟俾实馁Y訊。這一新的數(shù)據(jù)應(yīng)該能夠幫助人們在將來改良這些氣候和碳循環(huán)的模型。

　　另外來自美國能源部的研究人員破譯了carteri團藻Volvox的基因組，這為更好的理解光合成細胞如何控制生物的新陳代謝過程，進一步分析光合成生物體內(nèi)復(fù)雜機制的研究具有重要意義。

　　carteri團藻是一種多細胞海藻，它通過光合作用獲取光能。研究人員將團藻基因組同其近親單細胞萊茵衣藻Chlamydomonas reinhardtii的基因組進行了比較。3年前，聯(lián)合基因組研究所曾破譯了萊茵衣藻的基因組。衣藻是人們深入研究的潛在的海藻生物燃料資源。團藻和衣藻均屬于團藻目家族，團藻基因測序的重要價值在于它可以作為衣藻基因參照物對比物，研究人員通過數(shù)據(jù)比較來研究它們的光合作用機理以及多細胞生物的演化。

　　與衣藻不同，團藻包含兩種細胞：一種是數(shù)量較少的生殖細胞，另一種則是數(shù)量較多的體細胞。生殖細胞能夠分化形成新的菌落，與此同時，體細胞則提供機動力，并分泌能導(dǎo)致生物體擴展的細胞外基質(zhì)。團藻內(nèi)兩種細胞的分工使得團藻比衣藻生長和游動都要快，從而幫助團藻能夠躲避捕食者，同時在更深的水域獲取營養(yǎng)。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管團藻和衣藻兩種生物的復(fù)雜程度和生命史存在很大差異，二者的基因組卻有相似的蛋白編碼潛能。與萊茵衣藻相比，專家在團藻細胞內(nèi)只發(fā)現(xiàn)了很少該生物特有的基因，也就是說，多細胞的團藻基因組缺乏創(chuàng)新。因此，越小越簡單的理念開始受到挑戰(zhàn)，科研人員由此推斷，從單細胞生物演變?yōu)槎嗉毎锊⒎潜仨毚蠓岣呋虻臄?shù)目，在這種演變中，基因如何以及何時編碼合成特定的蛋白才具有決定意義。相信隨著更多的單分子生物的基因組被破譯，人們對此將會有更多的了解。

來源：藥品資訊網(wǎng)信息中心

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