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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

发布时间： 2022-03-28

       作者：郑金武 

       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。

       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。

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