硅藻为啥擅长“捕光”

中国科学院植物研究所沈建仁和匡廷云的团队揭示了硅藻的“秘密”——它長有能高效捕获和利用光能的独特结构。

对于绿色植物而言，光合作用主要吸收的是红光和蓝紫光，该现象与绿色植物吸收光的基本单位有关。绿光波段的能量基本没有被绿色植物利用，这也是它们呈现绿色的主要原因。

但是，自然界中并非没有能利用绿光的光合生物。海藻的捕光蛋白可以帮助它们在不同的海水深度利用不同的太阳光能。其中，海洋赤潮的主要“肇事者”硅藻算是最“成功”的光合生物之一。

此前的研究表明，硅藻特有的捕光天线蛋白具有出色的蓝绿光捕获能力和极强的光保护能力。然而，硅藻光合膜蛋白的结构长期没有得到解析，极大地限制了对硅藻光合作用的研究。这次，科研人员解析了硅藻的主要捕光天线蛋白高分辨率结构，为研究硅藻的光能捕获、利用和光保护机制提供了重要的结构基础。

研究团队表示，基于该成果，科学家有望设计出能够利用绿光波段、具有高效捕光和光保护能力的新型作物，也可为现代化智能植物工厂的发展提供新方向。