來自葉綠素f的新型光合作用系統

　　植物的光系統中含有多種光合色素(phytosynthetic pigment)，包含葉綠素、葉黃素、類胡蘿蔔素等，當植物進行光合作用時，這些光系統會吸收與傳遞太陽光能，並經由後續反應將其轉化為化學能。目前大多數已知的藻類、藍綠菌(Cyanobacteria)及植物中的光系統中心多為葉綠素a，而葉綠素a較善於捕捉紅光(波長680至700 nm)的能量；此種情況代表，雖然太陽光所涵蓋之波長範圍廣泛，但只有來自紅光的能量才能用於光合作用。

　　然而，1996年時發現部分藍綠菌(如Acaryochloris屬)可另外於可見光不足或陰影環境下，使用葉綠素d吸收波長700-720 nm的近紅外光進行光合作用。除了葉綠素a與葉綠素d系統以外，研究人員現今還確認了第三種光合作用系統—葉綠素f。藍綠菌可在陰影環境下，藉由葉綠素f轉化近紅外光(約750 nm)以補充不足的能量。

　　此種新發現的光合作用形式可協助藍綠菌等自營物種於低光源環境中成功利用太陽能，未來或許可應用於火星或其他地區作為合成氧氣之來源，或是做為光合微生物燃料電池生產的先驅研究。【延伸閱讀】英國石油BP在美國投資生物燃料工廠降低航空公司燃料成本

　　此研究相關參與機構包含英國倫敦帝國學院(Imperial College London)、倫敦瑪麗王后大學(Queen Mary University of London)、法國巴黎第六大學(Université Pierre-et-Marie-Curie)、細胞綜合生物學研究所(Institut de Biologie Intégrative de la Cellule)、澳洲國立大學(Australian National University)與義大利國家研究委員會(Consiglio Nazionale delle Ricerche)，結果發表於<Science>。

 

資料來源

• SCI-News
• Photochemistry beyond the red limit in chlorophyll f–containing photosystems
• 泛科學 PanSci: 能夠吸收紅外光的葉綠素

文章摘譯

• 農業科技決策資訊平台管理團隊