匡廷云院士介紹最新研究成果意義和影響。 中新社記者 孫自法 攝

　　中新網(wǎng)北京12月9日電 (記者 孫自法)中國(guó)科學(xué)院植物研究所(中科院植物所)與浙江大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)最新以飼用/食用大麥為研究材料，在光合作用基礎(chǔ)領(lǐng)域取得突破性研究成果，他們的研究首次解析了大麥葉綠體中環(huán)式電子傳遞路徑中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)——專(zhuān)業(yè)稱(chēng)為PSI-NDH(即光系統(tǒng)I-類(lèi)還原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸脫氫酶復(fù)合物)的高分辨率結(jié)構(gòu)。

中科院植物所研究員韓廣業(yè)(右)、王文達(dá)進(jìn)行交流。 中新社記者 孫自法 攝

　　由中國(guó)科學(xué)家率先完成的這項(xiàng)重要基礎(chǔ)研究成果論文，北京時(shí)間12月9日凌晨在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》上線發(fā)表。

　　論文共同通訊作者、中科院植物所韓廣業(yè)研究員接受中新社記者采訪介紹說(shuō)，這是目前利用冷凍電鏡技術(shù)解析到的高等植物葉綠體中最大的光合膜蛋白復(fù)合物結(jié)構(gòu)，總分子量約1.6M Da(Da即道爾頓，是原子質(zhì)量單位，1Da為碳12元素原子質(zhì)量的1/12)。其整體結(jié)構(gòu)由2個(gè)PSI-LHCI(光系統(tǒng)I-捕光復(fù)合物I)亞復(fù)合體、1個(gè)NDH亞復(fù)合體及1個(gè)未知蛋白(USP)組成，共包含55個(gè)蛋白亞基、298個(gè)葉綠素分子、67個(gè)類(lèi)胡蘿卜素分子和25個(gè)脂分子。

　　他表示，本次研究通過(guò)解析大麥葉綠體的一項(xiàng)高分辨率結(jié)構(gòu)，揭示PSI-LHCI中特殊天線亞基和高等植物葉綠體中10個(gè)特有NDH亞基的精確位置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)也揭示了亞基間的相互作用及復(fù)合物組裝原理。

匡廷云院士(中)和韓廣業(yè)(右)、王文達(dá)研究員在實(shí)驗(yàn)室合影。 中新社記者 孫自法 攝

　　據(jù)了解，光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)，光反應(yīng)過(guò)程是在一系列鑲嵌在光合膜上的蛋白質(zhì)超分子機(jī)器中進(jìn)行，通過(guò)光驅(qū)動(dòng)PSI和PSII反應(yīng)中心電荷分離及光合電子傳遞，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，用于暗反應(yīng)二氧化碳固定。

　　論文共同第一作者、中科院植物所王文達(dá)研究員指出，PSI和PSII催化兩種類(lèi)型光合電子傳遞，分別為線性電子傳遞和環(huán)式電子傳遞。不過(guò)，此前關(guān)于PSI-NDH的結(jié)構(gòu)及其精確調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)并不清楚。這次研究通過(guò)首次解析大麥PSI-NDH復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，從而揭示高等植物PSI-NDH介導(dǎo)光合環(huán)式電子傳遞調(diào)控的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

高等植物大麥PSI-NDH的整體結(jié)構(gòu)示意圖。 中科院植物所 供圖

　　如此專(zhuān)業(yè)的學(xué)術(shù)研究成果對(duì)人們生產(chǎn)生活有何意義與影響？中科院院士、中科院植物所匡廷云研究員強(qiáng)調(diào)，光合作用是地球上最大規(guī)模的能量和物質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程，是幾乎一切生命生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。研究光合作用機(jī)理及調(diào)控原理，對(duì)解決人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所面臨的能源、環(huán)境和糧食等問(wèn)題都有重大戰(zhàn)略意義。

　　她表示，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)最新完成的這項(xiàng)研究成果，不僅對(duì)深入理解光合環(huán)式電子傳遞調(diào)控的機(jī)制及被子植物在進(jìn)化過(guò)程中適應(yīng)陸生光環(huán)境具有重要意義，而且對(duì)提高飼草及作物光能轉(zhuǎn)化、二氧化碳固定效率及抗逆能力具有重要指導(dǎo)意義。同時(shí)，為利用合成生物學(xué)技術(shù)構(gòu)建新型高效光合膜電子傳遞線路、優(yōu)化光合膜能量傳遞途徑、打造高光效和高固碳光合元件和模塊提供新思路，為設(shè)計(jì)高產(chǎn)和高抗逆性的優(yōu)質(zhì)飼草及作物提供新的技術(shù)路線。(完)