光合作用碳同化的合成生物学研究进展

摘要

随着人口增多及耕地面积的减少,人类对粮食的需求日益增加,因此保障足够的粮食供给尤为重要。光合作用通过光反应和碳同化把无机物转换成有机物,是地球上最重要的化学反应。90%以上的植物干物质来源于光合作用固碳反应,光合作用同化的有机物是作物产量形成的物质基础,因此提高作物光能利用效率是提高作物产量的重要途径。近年来,合成生物学在能源、材料、健康和环境等多领域的快速发展,为提高植物光合效率提供了新的机遇。本文着重讨论了合成生物学在提高光合作用碳同化效率方面的研究进展,主要集中在提高Rubisco酶的羧化活性、引进CO_(2)浓缩机制、降低光呼吸等方面;最后,对新型光合固碳回路进行探讨,通过合成生物学对光合作用碳同化模块进行设计、改造、优化和重组,必将有效提高碳同化效率,最终提高作物产量。