基因可以防止光合作用的有毒副产物 帮助植物呼吸

由神户大学农业科学研究生院副教授Miyake Chikahiro和博士生Takagi Daisuke领导的一个研究小组发现，植物中的某个基因抑制了作为光合作用副产物形成的有毒分子。这些发现有可能在压力环境中植物生长。该研究于2016年2月16日在植物生理学的在线版本上发表。

光合作用是植物必不可少的生物过程，但它也是一种危险的过程。当植物从太阳光吸收能量进行光合作用时，“额外”能量与植物细胞中的氧反应产生有害的活性氧(ROS)。这些分子分解了整个植物的重要结构，并且在此过程中它们还产生极毒的活性羰基物种(RCS)。

幸运的是，植物具有充当酶的基因来中和这些有毒物种。Miyake教授的研究小组着手确定其中一种基因的确切功能，称为“AOR”(烯醇/一种氧化还原酶)。研究人员从一些植物中移除了该基因，并将其与野生物种进行了比较 他们发现，当暴露于标准的24小时昼/夜循环时，没有AOR基因的植物比具有该基因的植物显着更小和更轻。然而，当植物经常暴露在阳光下时，它们之间的生长没有显着差异。这导致了一个意外的发现：AOR基因对白天的光合作用过程没有影响，而是保护夜间呼吸。

植物只能在白天进行光合作用，将二氧化碳转化为淀粉。在黑暗时间，植物“呼吸”，使用氧气将淀粉转化为葡萄糖。当研究人员检查缺乏功能正常的AOR基因的植物时，他们第二天早上在叶子中发现了剩余的淀粉。没有功能正常的AOR基因，白天积累的有毒分子阻止了植物正常呼吸，阻碍了它们的生长。然而，具有AOR基因的植物没有剩余的淀粉，并且达到了正常的大小和重量。

“植物只能发挥其全部潜力的20%，因为它们受到缺水等环境因素的限制”，Miyake教授说。“这些研究结果表明，AOR基因对于植物在全球变暖的影响下生存至关重要。我们将继续研究植物在面对环境压力时的优势和劣势，我希望利用我们的研究结果克服环境限制。 “