增强植物的碳固定以提高作物产量和应对气候变化

密歇根州立大学研究人员开展的一项开创性研究探索了增强植物碳固定的潜力,为农业生产力和减缓气候变化提供了潜在的进步。

来源:英语研究

增强植物的碳固定能力,提高作物产量并应对气候变化

发布于 2024 年 1 月 4 日星期四 玉米幼苗 | GoddessOfRocks 在 Flickr 上 GoddessOfRocks 在 Flickr 上

为了提高作物产量和应对气候变化,科学家们深入研究了植物吸收二氧化碳 (CO2) 的复杂机制。密歇根州立大学研究人员的一项开创性研究可能为农业生产力的重大进步铺平道路。通过深入探索陆地植物的生物物理碳浓缩机制 (CCM),这项研究可能会彻底改变我们种植作物和管理自然生态系统的方法。

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植物是地球生命的建筑师,通过光合作用将阳光转化为化学能。这一过程的核心是酶 rubisco,它促进了大气中 CO2 的固定。然而,rubisco 的效率受到其与氧气相互作用的倾向的阻碍,从而导致能量密集型的校正过程。为了克服这一限制,一些生物已经开发出 CCM 来增加 rubisco 周围的 CO2 浓度,从而增强光合作用。虽然这种机制在水生环境中很常见,但在陆地植物中却很少见,金鱼藻是一个明显的例外。

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研究小组使用空间分辨的反应扩散模型揭示了在 C3 植物中实施生物物理 CCM 的潜力。他们的研究结果表明,引入完整的基于蛋白核的 CCM 确实可以提高 CO2 固定率,尽管能源成本更高。这种复杂的收益和成本平衡为 CCM 在陆地植物中为何没有更广泛地传播提供了关键见解。

C3 植物 2 2

作者:Kaste, J. A. M., Walker, B. J., Shachar-Hill, Y.

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