科研人員揭示有機(jī)污染導(dǎo)致水稻減產(chǎn)的分子機(jī)制

光合固碳是植物生長的基礎(chǔ)，也是推動(dòng)全球碳循環(huán)的關(guān)鍵過程。但是，有機(jī)污染物也會(huì)降低水稻等植物的固碳效果，并進(jìn)而影響作物產(chǎn)量。

近日，中國工程院院士、浙江大學(xué)教授朱利中團(tuán)隊(duì)在一項(xiàng)新研究中，揭示了有機(jī)污染導(dǎo)致水稻減產(chǎn)的分子機(jī)制，相關(guān)成果3月24日在線發(fā)表于《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上。

在本研究中，科研團(tuán)隊(duì)探討了2,3,4,5-四氯聯(lián)苯(CB 61)、4′-羥基-2,3,4,5-四氯聯(lián)苯(4′-OH-CB 61)、2,2′,4,4′-四溴二苯醚(BDE 47)、三環(huán)唑(TRI)和芘等有機(jī)污染物干擾水稻固碳的機(jī)理。

研究發(fā)現(xiàn)，4′-OH-CB-61、TRI和BDE-47處理的水稻生物量平均為對照的80.63%，4′-OH-CB-61對凈光合速率的抑制率為59.15%。蛋白質(zhì)組學(xué)證實(shí)，4′-OH-CB 61顯著下調(diào)了光合碳固定途徑中的酶，這歸因于卡爾文循環(huán)中的限速酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)的減少。

具體而言，有機(jī)污染物導(dǎo)致了Rubisco的活性降低。分子對接和動(dòng)力學(xué)模擬表明，這些有機(jī)污染物可能與二氧化碳競爭，從而與Rubisco中的活性位點(diǎn)結(jié)合，導(dǎo)致二氧化碳捕獲效率降低。

科研團(tuán)隊(duì)表示，這些結(jié)果揭示了有機(jī)污染導(dǎo)致水稻減產(chǎn)的分子機(jī)制，有助于提高對全球作物生長和有機(jī)物污染土壤的固碳能力的認(rèn)識(shí)。(作者：鄭金武 )

關(guān)鍵詞： 有機(jī)污染 水稻減產(chǎn) 分子機(jī)制 光合固碳