作者:郑金武 来源:中国科学报 发布时间:2022/3/27 21:26:11
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新研究揭示有机污染物降低水稻固碳的分子机制

 

光合固碳是植物生长的基础,也是推动全球碳循环的关键过程。但是,有机污染物也会降低水稻等植物的固碳效果,并进而影响作物产量。

近日,中国工程院院士、浙江大学教授朱利中团队在一项新研究中,揭示了有机污染导致水稻减产的分子机制,相关成果3月24日在线发表于《环境科学与技术》上。

在本研究中,科研团队探讨了2,3,4,5-四氯联苯(CB 61)、4′-羟基-2,3,4,5-四氯联苯(4′-OH-CB 61)、2,2′,4,4′-四溴二苯醚(BDE 47)、三环唑(TRI)和芘等有机污染物干扰水稻固碳的机理。

研究发现,4′-OH-CB-61、TRI和BDE-47处理的水稻生物量平均为对照的80.63%,4′-OH-CB-61对净光合速率的抑制率为59.15%。蛋白质组学证实,4′-OH-CB 61显著下调了光合碳固定途径中的酶,这归因于卡尔文循环中的限速酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)的减少。

具体而言,有机污染物导致了Rubisco的活性降低。分子对接和动力学模拟表明,这些有机污染物可能与二氧化碳竞争,从而与Rubisco中的活性位点结合,导致二氧化碳捕获效率降低。

新研究揭示有机污染导致水稻减产的分子机制。图片来自论文

科研团队表示,这些结果揭示了有机污染导致水稻减产的分子机制,有助于提高对全球作物生长和有机物污染土壤的固碳能力的认识。

论文相关信息:https://doi.org/10.1021/acs.est.1c07835

 
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