研究中使用的藻类原本是另一项关于珊瑚-藻类共生关系研究的一部分,在这些红珊瑚珊瑚虫上显示为绿色斑点 Jinkerson/Xiang/UCR
由于海水在接近海面的地方会吸收太阳光中的红色光谱,因此海洋藻类只能利用照射到它们身上的蓝绿色光谱。为了利用这些光线进行光合作用,它们会产生一种特殊的吸收蓝绿色光的叶绿素,即叶绿素 c。
叶绿素 a 和叶绿素 b 分别主要吸收紫蓝光和橙红光。叶绿素 a 和叶绿素 b 都不擅长吸收蓝绿光。那么,如果一种陆生植物能够产生 a、b和c 会怎样呢?这就是新研究的意义所在。
在向婷婷副教授的带领下,加州大学河滨分校的一个研究小组最近确定了使甲藻(一种海洋藻类)产生叶绿素 c 的基因。
与传统对照组相比,这种能力使转基因植物能够吸收更宽光谱的阳光,从而显著提高生长速度。虽然这项研究使用的是烟草植物,但相信这项技术对任何种类的作物植物都适用。
科学家们还认为,他们的发现可能会提高藻油生物燃料的产量。这是因为已经有一些水生藻类能像陆生植物一样自然产生叶绿素 a 和 b,但不能产生叶绿素 c。如果能改造这些水藻,使它们也能产生叶绿素 c,那么它们就能生长得更快,生产出更多的石油。
"叶绿素 c 生物合成途径的确定不仅仅是一个科学奇观,它还可能改变可持续能源和粮食安全的游戏规则,"该研究论文的共同作者罗伯特-金克森教授说。"我们不仅对海洋生态系统的命脉有了深入的了解,还开辟了一条通往开发更强健作物和高效生物燃料的道路。"
该论文发表在《当代生物学》杂志上。