光合作用消耗的CO?是人為排放量的10倍,而微藻的CO?吸收量接近其中的一半。藻類依賴于Rubisco的催化位點濃縮CO?的機制(CCM)增強了CO?的固定,能夠進行更高效光合作用。雖然許多參與無機碳運輸和吸收的細胞成分已經被確定,但微藻如何逆熱力學梯度為CO?濃縮提供能量的機理仍然未知。本研究發(fā)現(xiàn)在綠藻萊茵衣藻中,分別依賴于PGRL1和Flav蛋白的環(huán)式電子傳遞和O?光還原所產生的葉綠體腔內低pH對CCM的功能至關重要。研究認為腔內質子作用于類囊體bestrophin樣轉運體的下游,將碳酸氫鹽轉化為CO?。研究進一步證實,從葉綠體到線粒體的電子傳遞可能通過供應ATP促進非類囊體無機碳轉運體的激活。本研究提出了葉綠體向CCM供能網絡,描述了藻類細胞如何將光合作用的能量分配到不同CCM過程,為將功能性藻類CCM轉移到植物中以提高作物生產力提供了依據(jù)。

原文鏈接:https://doi.org/10.1038/s41586-022-04662-9