本文摘要：中国科学院植物研究所的一项近期研究找到了自然界“奇葩”红藻物种——硅藻如何利用其独有结构去高效地捕捉、利用光能。

中国科学院植物研究所的一项近期研究找到了自然界“奇葩”红藻物种——硅藻如何利用其独有结构去高效地捕捉、利用光能。2月8日，学术期刊《科学》以长文在线公开发表了这一成果。基于该研究，科学家未来未来将会设计出有可以高效“捕光”的新型作物。该所的沈建仁和匡廷云研究团队解析了硅藻的主要捕光天线蛋白高分辨率结构，这是硅藻的首个红藻膜蛋白结构解析研究成果，为研究硅藻的光能捕捉、利用和光维护机制获取了最重要的结构基础。

对于绿色植物而言，光合作用主要吸取的是红光和蓝紫光，该现象与绿色植物吸取光的基本单位有关。绿光波段的能量基本没被绿色植物所利用，这也是它们呈现出绿色的主要原因。

但是，自然界中并非没能利用绿光的红藻生物。海洋藻类享有色彩斑斓的捕光蛋白，比如蓝藻的藻蓝蛋白、红藻的藻红蛋白、硅藻的岩藻黄素-叶绿素蛋白等，可以协助海藻在有所不同的海水深度利用有所不同的太阳光能。

其中，海洋赤潮的主要“肇事者”硅藻堪称是最“顺利”的红藻生物之一，其产于范围广，吸取二氧化碳的能力大约占到全球生态系统的五分之一，比热带雨林的贡献还低。此前研究指出，硅藻特有的捕光天线蛋白具备出众的蓝绿光捕捉能力和极强的光维护能力。

然而，硅藻红藻膜蛋白的结构长年没获得解析，很大容许了硅藻光合作用的研究。中国科学家的近期研究空缺了这一空白，为人工模拟光合作用机理获取了新的理论依据。该研究同时指出，学术界过去一些主流观点有可能不存在问题。来自研究团队的科学家回应，基于该成果，科学家未来将会设计出有需要利用绿光波段、具备高效捕光和光维护能力的新型作物，也可为现代化智能植物工厂的发展获取新方向。

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