图片说明：正常的野生紫色毛蕊（左）和实验用的改造品种（右）。叶片的泛黄说明了植物无力将糖类输送到叶片之外。（图片来源：Ashlee McCaskill）

 

众所周知，植物会通过光合作用在叶片中产生糖类，但这些糖类是如何运输到机体其它部位（如花、根、果实等）的却一直没有得到实验证实。美国app家的一项最新研究，终于验证了关于植物糖运输长期以来的理论猜测。这一成果不但有助于加深人们对植物基本生理过程的理解，还有望让app家在将来通过基因工程方法增加植物光合作用率，增加二氧化碳吸收。相关论文发表在12月4日的美国《国家app院院刊》（PNAS）上。

 

1991年，美国康奈尔大学的植物生物学教授Robert Turgeon提出了植物糖运输的“聚合物阱模型”（polymer trap model）。该理论认为，植物光合作用产生的蔗糖会逐渐扩散到植物的管状传输组织——韧皮部，并和其他营养物质一道，输送到机体的各个部分。而在韧皮部时，这些较小的糖分子会聚合形成更大、更复杂的糖结构，由于尺寸的原因，它们便再无法流回到叶子中去。

 

为了检验上述理论，在最新的研究中，Turgeon及其实验室的Ashlee McCaskill利用基因工程手段，改造了一种名为紫色毛蕊（Verbascum phoeneceum L.，与元参科家族十分接近）的植物，从而使与蔗糖聚合成较大分子相关的两个基因沉默。结果发现，紫色毛蕊中的糖类会重新回到叶子中来。

 

在正常植物中，一旦糖类在叶中累积，光合作用的速度就会变慢，植物也就不再“卖力”地从空气中吸收二氧化碳。反之，如果能够将糖类有效地从植物的叶中转移出去，比如提高植物韧皮部的装载率，那么光合作用的速率和二氧化碳吸收都会增加。

 

不过，McCaskill表示，“这一想法目前还处于理论阶段。”2006年《app》杂志上的一篇论文表明，当大气中二氧化碳浓度增加时，由于一系列反馈回路的限制和约束，植物并不会摄入过量的二氧化碳，而“韧皮部装载就是制约植物吸收二氧化碳峰值能力的反馈之一”。（明升手机版(明升中国) 任霄鹏/编译）

 

（《国家app院院刊》（PNAS），10.1073/pnas.0707368104，Ashlee McCaskill and Robert Turgeon）

 

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