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[植物学] 研究发现碳酸酐酶不参与作物光合作用

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yexuqing 发表于 2021-9-9 10:55:47 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
研究发现碳酸酐酶不参与作物光合作用
  近日,美国康奈尔大学领衔的研究团队发现在作物中缺失叶绿体中的碳酸酐酶只影响C3植物的发育,但不会影响其光合作用过程,为进一步开发基于羧基体的作物产量改良方案奠定了重要基础。相关研究发表于美国《国家科学院院刊》。
  Rubisco酶负责将二氧化碳转化为植物用来构建组织的有机形式,但Rubisco酶同时与氧气发生反应,产生有毒副产品,减缓光合作用。蓝藻细胞将Rubisco包裹在被称为羧基体的微隔室中,免受氧气影响,羧基体浓缩二氧化碳,使固碳效率提高。为了使蓝藻的碳浓缩机制在作物中发挥作用,碳酸酐酶改造是关键。
  以往认为位于叶绿体基质中的碳酸酐酶促进C3植物的光合作用。研究者通过 CRISPR/Cas9 诱变产生了完全缺乏叶绿体基质碳酸酐酶活性的烟草突变体。植物表现出正常的光系统II活性和CO2同化,但也表现出异常发育和增加的活性氧和基质 pH 值。结果显示,叶绿体碳酸酐酶在为碳固定提供CO2方面没有直接作用。为了维持碳酸酐酶参与的植物防御途径,研究者制造了一种不会影响碳浓缩机制但仍能让作物对病毒具有抗性的无活性碳酸酐酶。
  该研究为进一步开发基于羧基体的作物产量改良方案奠定了基础。
  相关论文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2107425118

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