意大利帕多瓦大学对微藻Nannochloropsis远红光适应机制研究

这项研究题为《类囊体重组实现微藻Nannochloropsis gaditana在远红光下的光合作用驱动》，发表于《New Phytologist》期刊，由意大利帕多瓦大学的Tomas Morosinotto与Nicoletta La Rocca课题组共同完成。研究发现，微藻Nannochloropsis gaditana能够利用波长730纳米的远红光进行生长与光合作用，这一机制在现有文献中尚未被系统阐述。

长期以来，学界普遍认为进行放氧光合作用的生物只能利用400至700纳米波长的可见光，而波长超过700纳米的远红光因能量较低，一直被认为不足以驱动完整的光合作用过程。然而，近年来的研究陆续揭示，部分生物确实能够利用远红光（700–750纳米）进行光合作用，拓展了人们对光合作用光谱范围的理解。

本研究第一作者Elisabetta Liistro指出：“在这项工作中，我们首次证实这种微藻无需合成新型色素或特定蛋白组分，即可利用低能量远红光进行光合作用，这与其他已知生物通过合成特殊色素或蛋白质来适应远红光环境的策略明显不同。”该研究揭示，Nannochloropsis gaditana在远红光照射下，通过光合作用复合体的重组与叶绿体膜结构的重塑，形成了前所未有的超大型复合聚集结构。这种结构上的调整为光能在光合系统间的均衡分布与高效利用提供了有利条件，从而保障了低能量光下的光合效率。

课题负责人Nicoletta La Rocca表示：“这一新型适应机制的发现具有重要科学意义，它表明光合生物在适应远红光等特殊光环境方面，具备比以往认知更为丰富的生物多样性。”研究结果进一步证实，低能量波长光线可能在多种生物的光合作用过程中发挥比预期更显著的贡献。

Nannochloropsis gaditana在生物技术领域具有重要应用价值，可用于生物燃料、脂肪酸及Omega-3等产物的生产。课题负责人Tomas Morosinotto强调：“从应用角度看，深入理解低能量光子仍可维持需氧光合作用的机制，不仅有助于完善碳循环模型与作物产量预测，也对优化光生物反应器中微藻培养的生产效率具有重要指导意义。”

该研究在意大利“国家复苏与韧性计划”（PNRR）框架下，由意大利国家生物多样性未来中心（NBFC）资助完成。