具有“深遠意義”的發現:植物正在對我們的未來“做出秘密的碳決定”

一項新研究顯示,植物通過一個以前未知的過程對釋放多少碳回到大氣中“做出自己的秘密決定”,這一發現對使用植物作為碳存儲具有“深刻的影響”。這項研究是由西澳大學(UWA)的研究人員進行的。

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來自西澳大學分子科學學院的 Harvey Millar教授是6月9日發表在《自然-植物》雜誌上的研究報告的作者,他說這些發現意味着未來的植物可以被設計用來滿足世界的食物需求,同時也有助於環境的改善。

Millar教授說:“每個學生都會學習光合作用,這是植物利用陽光、水和二氧化碳以糖的形式創造氧氣和能量的過程。”

“但是植物的生長速度並沒有它通過光合作用吸收的碳快,因為它在植物的呼吸過程中會再次釋放多達一半的碳作為二氧化碳。這阻止了植物成為它們可能成為的最佳碳匯,並限制了它們能夠幫助降低大氣中二氧化碳的程度。”

碳匯被定義為從大氣中吸收的碳多於其釋放的碳的任何東西。

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Millar教授說,決定何時以及失去多少二氧化碳是一個秘密,植物把這個秘密鎖在了細胞內稱為線粒體的部分,二氧化碳的釋放就發生在那裡。

Millar教授表示:“我們的研究由博士生和福雷斯特學者Xuyen Le領導,發現這種二氧化碳釋放的決定是由一個以前未知的過程控制的,這個代謝通道引導一種叫做丙酮酸的糖的產物被氧化成二氧化碳或保留下來以製造植物生物量。”

“我們發現,線粒體上的一個轉運器將丙酮酸引導到呼吸作用以釋放二氧化碳,但以其他方式製造的丙酮酸被植物細胞保留下來以製造生物量–如果轉運器被阻斷,植物就會使用其他途徑的丙酮酸進行呼吸作用,”研究人員說。

Millar教授稱,這項研究表明,植物可以區分並選擇一種丙酮酸來源,而不是另一種來源用於釋放二氧化碳。這一秘密過程打破了生物化學的正常規則,即一個過程中的下一個步驟不知道前一個步驟的產品來源。

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他說:“了解植物的呼吸秘密,使用一個代謝通道來優先釋放碳,而不是保留它來製造生物量,為在最後時刻影響決定提供了一個新的機會。”

“這可以通過限制這種通道的呼吸作用,或者製造新的通道,將線粒體內的碳引導回生物量生產,從而限制植物的二氧化碳釋放。”

“這表明,目前圍繞碳凈值以及作物、森林和草原可以發揮的作用的討論,還應該包括關於植物內部發生的事情的對話,以及全球金融決策。”

西澳大學的研究人員現在參與了長期的國際合作,以尋找更好的方法來利用呼吸作用產生的能量,以便在不限制植物生長和保護自己免受病原體或惡劣環境影響的情況下將碳轉變成生物質。

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上一篇 2022-07-06 10:49
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