zui近，澳大利亞昆士蘭大學關于光合作用的一項新研究，可能有助于培育出生長更快的小麥作物，更好地適應更炎熱、更干燥的氣候。
由昆士蘭農業(yè)和食品創(chuàng)新聯盟Robert Henry教授帶領的一個研究小組，在《Scientific Reports》發(fā)表了相關研究結果，表明小麥的光合作用既發(fā)生在種子中，也發(fā)生在植物的葉片中。Henry教授說：“這一發(fā)現將*改變半個世紀以來的植物生物學進程。小麥在地球上的種植覆蓋面積，比其他任何作物都多，所以這一發(fā)現所帶來的影響可能是巨大的。這可能會給目前不能種植小麥的地理區(qū)域，帶來更好、生長更快、產量更高的小麥作物。”
Henry教授說，這項工作是基于上世紀60年代在布里斯班舊殖民制糖公司的一個生物學發(fā)現。他說：“許多人說，這一生物學發(fā)現應該獲得諾貝爾獎。布里斯班的研究人員當時表明，甘蔗等熱帶植物已經演化出一條不同的光合途徑，有別于85%左右的植物中的光合途徑。”
Henry教授說，經典的光合作用途徑被稱為C3，具有另一種光合作用的植物被稱為C4植物。他說：“C4植物捕獲碳的速度更快，并且有更高的生長率，特別是在亞熱帶和熱帶的環(huán)境中。我們的研究表征了小麥種子中存在一條以前未知的C4光合途徑——它并不是C4植物。就像大多數植物一樣，小麥通過葉片進行光合作用，但我們也發(fā)現，在它的種子中也有光合作用。這以前從來沒有被報道過，但小麥種子在成熟前是綠色的，它是植株死亡的zui后一部分。”
Henry教授說，光合作用——植物通過這一過程把陽光轉化為能量用以生長和產生氧氣，可以說是地球上zui重要的生物學過程。他說：“小麥在其葉片中有經典的C3光合途徑，而C3植物，包括水稻，在炎熱、干燥氣候中則是低效率的。”
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“對生物工程師來說，植物科學的圣杯一直都是C3和C4植物中的光合途徑，以培育出更大、更高產的作物，更好地適應氣候變化和促進食品安全。世界上熱帶地區(qū)的人口將很快超過其他地區(qū)，這一發(fā)現對于增加糧食產量以滿足未來的需求，可能有著重要的意義。”
Henry教授說，這個發(fā)現純屬意外。他說：“我們研究小麥種子中的基因時，所有計算機系統(tǒng)都指向這些C4基因，我們認為，這肯定是錯誤的，因為小麥并不是C4植物。zui終我們發(fā)現，小麥在不同的部位、在不同的染色體上，都有所有這些C4基因。以前它從來沒有在小麥中被發(fā)現過。”
Henry教授說，小麥已經種植了10000多年，一直都是C3植物。他說：“1億年前，大氣中的二氧化碳含量比現在高出10倍，出現了光合作用途徑。有一種理論認為，二氧化碳開始下降，植物的種子就進化出一條C4途徑，來捕獲更多的陽光轉化為能量。”
我們知道，植物通過光合作用過程，吸收二氧化碳，利用陽光分解水，釋放氧氣。然而，我們對于“在光合作用過程中植物如何制造氧氣”的機制，卻知之甚少。zui近，美國路易斯安那州立大學（LSU）科學家所取得的一項突破性進展，將有助于推進我們對于這一關鍵生態(tài)過程的理解。相關研究結果發(fā)表在本周的《PNAS》雜志。相關閱讀：PNAS突破可加深我們對光合作用的了解。
在白天，植物利用光合作用——一個復雜的、多階段的生化過程，將太陽的能量轉化為糖。zui近，一個研究小組帶領的一項新研究，發(fā)現了對于光合器裝配所必需的一種蛋白質，可以幫助我們追溯到地球上生命的早期階段，理解光合作用的歷史，當時大氣中的氧并不豐富。這項研究結果發(fā)表在2016年2月的《PNAS》雜志。相關閱讀：PNAS破解光合作用的一個秘密。
zui近，英國John Innes中心的科學家們，對于理解“植物如何開始開花”邁出了關鍵的一步。相關研究結果發(fā)表在《Science》雜志。