【大.纪.元;2020年10月08日讯】（大.纪.元;记者张妮编译报导）美国康奈尔大学（Cornell University）的科学家把一种关键的植物酶引入大肠杆菌，将其做为理想的实验环境研究如何改善酶的特性，从而提升植物的光合作用效率。

植物通过光合作用将二氧化碳、水和阳光变成氧气，并产出蔗糖，为植物生长提供能量。加快光合作用将会提升作物的产量。

加氧酶（Rubisco，二磷酸核酮糖羧化酶）是一种缓慢作用的酶，把碳元素从二氧化碳中分离，制造蔗糖。但是有的时候，这种酶与空气中的氧气发生作用，产生有毒的副产品，从而浪费能量，降低光合作用的效率。

“最好让加氧酶不要和氧气反应，而且作用得快一些。”康奈尔大学植物分子学教授汉森（Maureen Hanson）说。

为了实现这一目标，研究人员从烟草中提取加氧酶，基因改造后注入大肠杆菌内。

“我们现在可以制造酶的变异体尝试改善酶的功能，然后在大肠杆菌内进行实验。”汉森说，这样做的好处是，微菌繁殖很迅速，研究人员次日就可以看到实验结果。“如果把新品种加氧酶引入一棵植物内，要等几个月才能看到结果。”

不过也存在困难。在植物中酶的组合过程很复杂，而且存在不同版本，要在大肠杆菌内进行实验并不容易。

这份研究找到一个办法，把酶的组合过程分解，在大肠杆菌内只表征一个基因亚基单元，以研究酶的特性。研究者表示，通过这个方法他们在大肠杆菌内获得了和在植物中一样的加氧酶的基因表征。

他们还发现，来自植物毛状体（叶子上的细毛）的加氧酶，比叶子上的作用速度快一些。

“我们现在有能力改造新版的加氧酶，在大肠杆菌内实验，找到特性最好的版本。之后，我们再把改造酶引入植物。”

这份研究近期发表在《自然-植物》（Nature Plants）期刊上。◇

责任编辑：朱涵儒