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(rèn)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞生物的演化。

　　與衣藻不同，團藻包含兩種細(xì)胞：一種是數(shù)量較少的生殖細(xì)胞，另一種則是數(shù)量較多的體細(xì)胞。生殖細(xì)胞能夠分化形成新的菌落，與此同時，體細(xì)胞則提供機動力，并分泌能導(dǎo)致生物體擴展的細(xì)胞外基質(zhì)。團藻內(nèi)兩種細(xì)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(xì)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(xì)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(xì)胞生物演變?yōu)槎嗉?xì)胞生物并非必須大幅提高基因的數(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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