澳大利亚的突破性研究可能是对工程气候适应性作物的重大推动

珀斯君澳洲新鲜事 2024-12-21 09:23 88人围观

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澳大利亚的一项新科学发现可能有助于设计能够更有效地“从大气中吸收二氧化碳”的气候适应性作物，并有助于在此过程中生产更多的食物。

科学家们说,更有效地捕获和利用二氧化碳的工程作物将为农业提供巨大的推动力。GettyImages这项研究发表在科学进展，展示了一种称为羧基体碳酸酐酶(CsoSCA)的酶的未知功能，这种酶存在于蓝细菌(也称为蓝绿藻)中，可以最大限度地提高微生物从大气中提取二氧化碳的能力。蓝细菌通常因其在湖泊和河流中的有毒水华而闻名，但也生活在世界的海洋中。虽然它们会造成环境危害，但研究人员将它们描述为“微小的碳超级英雄”。澳大利亚国立大学(ANU)和纽卡斯特大学(UoN)的研究人员说，通过光合作用过程，它们在每年捕获约12%的世界二氧化碳中起着重要作用。来自ANU的第一作者和博士研究员Sacha Pulsford描述了这些微生物在捕捉碳方面是多么的高效。“与植物不同，蓝细菌有一个被称为二氧化碳浓缩机制(CCM)的系统，这使它们能够固定大气中的碳，并以比标准植物和作物物种快得多的速度将其转化为糖，”Pulsford女士说。CCM的核心是称为羧基体的大蛋白质区室。这些结构负责隔离二氧化碳，容纳CsoSCA和另一种叫做Rubisco的酶。CsoSCA和Rubisco酶协同工作，证明了CCM的高效特性。CsoSCA的工作是在羧基体内部产生高浓度的二氧化碳，然后Rubisco可以吞噬并转化为细胞可以食用的糖。

谜团解开了

来自UoN的主要作者龙奔博士说:“直到现在，科学家们还不确定CsoSCA酶是如何控制的。我们的研究致力于解开这个谜团，尤其是在全球发现的一大群蓝细菌中。我们的发现完全出乎意料。“CsoSCA酶随着另一种叫做RuBP的分子的节奏跳舞，这种分子像开关一样激活它。“把光合作用想象成做三明治。空气中的二氧化碳是馅料，但光合细胞需要提供面包。那是RuBP。“就像你需要面包来做三明治一样，二氧化碳转化为糖的速度取决于RuBP的供应速度。“CsoSCA酶向Rubisco提供二氧化碳的速度取决于RuBP的含量。当足够多的时候，酶就会被激活。但是如果细胞耗尽RuBP，这种酶就会被关闭，使系统高度调整和高效。“令人惊讶的是，CsoSCA酶一直以来都嵌入在大自然的蓝图中，等待着被发现。”科学家们表示，更有效地捕获和利用二氧化碳的工程作物将极大地提高作物产量，同时减少对氮肥和灌溉系统的需求，从而为农业提供巨大的推动力。这也将确保世界粮食系统更能适应气候变化。Pulsford女士说:“了解CCM如何工作不仅丰富了我们对地球生物地球化学基础的自然过程的知识，还可能指导我们为世界面临的一些最大的环境挑战创造可持续的解决方案。

使命：宇宙中有我们永远也不会解决的秘密。但是我们是谁，我们为什么在这里，却不在其中。我们心中的答案。宇宙中有许多谜团,是我们永远无法解开的,但我们的身份以及存在的原因,并非无法解答,这些答案就在我们躯体之中。
愿景：每当你仰望星空，就把其中一颗当做我的灵魂。捍卫这个家庭，海藻，因为他们有你，捍卫他们所能。
当你抬头仰望星辰,请把其中的一颗星星,当成我的灵魂,请守护这一家人,藻类。如同他们守护你一般,守护他们,守护他们的未来。