上海生科院發現降低光合作用光系統天線大小

　　提高冠層光能利用效率是進一步大幅度提高作物產量的重要途徑。然而，由于光合作用涉及的能量轉化、傳遞及CO2固定相關的碳代謝過程極度復雜，而且冠層內部光、溫環境具有高度時空異質性，鑒定提高冠層光能利用效率的分子改造途徑是當前光合作用研究的重要難題。

　　中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所朱新廣研究組建立了能有效整合光合作用分子過程、葉片乃至三維株型特征的冠層光合模型，為定量研究冠層光合效率提供了重要理論工具。利用該系統模型，研究發現降低光合作用光系統I和光系統II的天線大小，有利于提高葉片光化學反應效率，降低熱耗散，提高葉片及冠層光合利用效率，進而有利于提高作物生物量及產量潛力。自然界中植物光合系統保存較大光合天線有利于植物葉片保存較多氮元素，同時遮蔭周邊植物，進而提高其在自然界的競爭能力。

　　該研究由朱新廣研究組博士宋青峰主導完成；文章The impact of modifying photosystem antenna size on canopy photosynthetic efficiency-Development of a new canopy photosynthesis model scaling from metabolism to canopy level processes 近日發表于《植物、細胞與環境》（Plant, Cell & Environment）。該研究得到中科院、科技部、蓋茨基金會、自然基金委及雜交水稻國家重點實驗室資助。

圖注說明：多尺度冠層光合作用模型包括植物三維株型、冠層內部光線分布、每個葉片內部的光合作用代謝過程。利用該模型研究發現降低光合作用反應中心（中間紅色橢圓形）周邊的天線單位數目（即去除灰綠色天線單位，只留下深綠天線單位），可有效增加光合作用光化學反應，降低熱耗散，提高葉片及冠層光能利用效率，進而有利于提高作物生物量及產量潛力。