针对每日的针对镁节奏可以优化作物产量

2021-12-26 13:52:00徐离鸿枫导读可以说是地球生命支柱的基本过程是光合作用。每个生物都直接或间接依赖此过程。每日在纸面上，节奏这个过程很简单：植物(以及其他具有叶绿体的可优生物

可以说是地球生命支柱的基本过程是光合作用。每个生物都直接或间接依赖此过程。化作在纸面上，物产这个过程很简单：植物(以及其他具有叶绿体的针对生物，进行光合作用的每日结构，并赋予叶片绿色的节奏特征)将太阳能转化为化学能，从而帮助它们生长和繁荣，可优而其他“更高这些生物依靠这些植物或以这些植物为食的化作生物来维持自身生命，等等。物产

但是针对在实践中，尤其是每日在生物学史上的这一点上，这个过程并不是节奏那么简单。在人口正以前所未有的速度增长;我们拥有的资源不足以养活当今地球上数十亿的人口。在政策制定者和政客试图优化现有资源的利用的同时，科学家们正在努力探索如何通过最新技术来改变光合作用的自然过程，从而最终提高粮食作物的产量，从而改善资源。。

由冈山大学的马建峰教授和福建农林科技大学的陈志昌教授领导的一组科学家也着手探索光合作用，但他们做出了一些曲折的决定：尽管目前的研究主要是团队着重于尝试修改光合作用中涉及的直接化学反应，因此团队决定研究光合作用中的“迪尔”变化(或在24小时的周期性循环中发生的变化)。

鉴于整个过程都依赖于阳光，因此许多光合作用过程都表现出24小时变化，这不足为奇。除了外部明暗条件外，这些diel变化还可以由内部遗传机制驱动。

但是这些科学家究竟在看什么呢?“我们的研究集中在镁上，并且出于多种原因，”马教授解释说。“镁是植物必不可少的大量营养素，但镁摄入总量中约有15-35%被分配给叶绿体，在叶绿体中，镁不仅起叶绿素的结构元素的作用，而且还充当许多光合酶的活化剂。”这意味着研究镁中diel的变化可以阐明光合作用的重要功能方面以及潜在的操纵目标。

通过对水稻植物的基因研究(其结果发表在《自然植物》上)，研究人员决定缩小在叶绿体中发现的镁离子转运蛋白OsMGT3的含量，并已知其在“间质”细胞中有节奏地表达。专用于光合作用的细胞。

他们创造了转基因水稻植物，其中没有产生OsMGT3的基因。他们发现这些植物显示出镁的吸收显着降低，叶绿体中的自由镁离子波动幅度减小。这导致核糖1，5-双磷酸羧化酶(一种光合作用的基本酶)的活性下降，自然导致光合速率下降。接下来，通过基因工程技术，它们导致正常水稻植物的叶肉细胞中OsMGT3的过量生产，并发现这些植物的光合作用效率和生长得到改善。

这些实验证明，OsMGT3部分控制了叶绿体中的镁波动，并且这些波动可能有助于镁依赖的酶活性在整个周期内进行光合作用。

那么，这在优化作物产量和喂养群众方面又给我们留下了什么呢?马教授指出，这些发现开辟了前所未有的途径，并指出：“我们的研究使镁成为关注的焦点。修改叶绿体中的镁输入量可能是提高植物光合作用效率的一种潜在方法，最终可以提高作物产量。”

这项研究以及未来的研究将证明镁的确切定位目标，可能是解决全球粮食短缺的潜在方法。