:
意見回饋

藻類相關蛋白促進植物生長

2021/01/29 @國際

摘要

植物體中光合作用相關酵素RuBisCO的作用效率低,約只有50%的效能,導致整體光合作用效率差。來自蘇格蘭愛丁堡大學研究團隊將阿拉伯芥改造轉入藻類特化二氧化碳濃縮機制相關蛋白-EPYC1及似〝蛋白核〞結構,結果顯示改造過後阿拉白芥生長效能提升6成,且對環境變遷有更好的適應能力。

示意圖

藻類相關蛋白促進植物生長

  植物與動物最大的不同在於植物可藉由光合作用 ( photosynthesis ) 來獲得能量,光合作用是一個複雜的生理反應藉由相關酵素蛋白作用,將光能及二氧化碳轉變成能量供生長所需,反應中有一重要酵素蛋白-核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, RuBisCO ) 負責將大氣游離的碳進行固定,進行後續轉換反應。但有相關研究指出,RuBisCO的作用效率甚低,約只有50%的效能,導致整體的光合作用效能不高,因此有需多研究著重於RuBisCO酵素的改造,試圖增加植物的光合作用效率,增進生長效能。
  來自蘇格蘭愛丁堡大學 ( University of Edinburgh ) 研究團隊受到藻類啟發,利用藻類蛋白轉入受試植物體中,增加植物光合作用效率。藻類為生長於海中之單細胞生物,其所處環境二氧化碳濃度稀薄,卻透過兩大特殊結構-特化二氧化碳濃縮機制和蛋白核 ( pyrenoid ) 能夠有效利用二氧化碳,維持穩定光合作用效率。
  研究團隊在受試植物阿拉伯芥 (Arabidopsis ) 中製造類似藻類蛋白核的結構,同時轉入相關蛋白EPYC1 ( pyrenoidal linker protein ),EPYC1原先為藻類中光合作用相關蛋白,用途在於聚合濃縮RuBisCO酵素至蛋白核,其與RuBisCO小次單位原 ( small subunit ) 至少具有五個連接點,為二氧化碳濃縮機制中重要的蛋白。
  研究結果顯示改造過的阿拉伯芥生長效能提升6成,同時面對環境變遷有更好的適應能力,有效利用二氧化碳,提高光合作用效率。此研究有潛力提升相關作物生產效能,在有限的農業空間產出更多的糧食,並且可降低肥料的使用,有望協助改善糧食危機並為環境永續增添一份助力。 【延伸閱讀】透過模仿藍綠藻,有望提高糧食作物產量

資料來源

關鍵字

文章摘譯

資料讀取中

推薦文章

資料讀取中
: