量子點(diǎn)光合作用增效劑

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所節(jié)水新材料與農(nóng)膜污染防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開發(fā)出用于提升作物光合作用效率的新型碳點(diǎn)材料，拓寬了作物葉綠體的吸收光譜范圍，增強(qiáng)了植物光合作用效率（相比對(duì)照組，凈光合速率提升55.9%）。相關(guān)研究成果發(fā)表在《材料化學(xué)雜志（Journal of Materials Chemistry A）》上。

太陽光利用效率的提升不僅可以提高作物的產(chǎn)量和其它農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的使用效率，同時(shí)也是降低溫室效應(yīng)的重要措施，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)固碳能力的關(guān)鍵手段。因此，高光效育種、高光效栽培技術(shù)近年來引起了人們廣泛關(guān)注并取得了較大進(jìn)展，然而，如何通過調(diào)控大田作物的光質(zhì)環(huán)境實(shí)現(xiàn)作物光合作用效率的提升尚無較為高效的方法和措施。

該研究通過調(diào)控碳量子點(diǎn)的化學(xué)成分與納米堆積方式，改變了其量子限域效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽光光譜結(jié)構(gòu)的二次優(yōu)化。該量子點(diǎn)在作物上的施用，構(gòu)建出了葉綠體和量子點(diǎn)雜交光合作用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了太陽光譜與葉綠素吸收光譜的最優(yōu)匹配，葉綠體的光合活性增加了367%。另外，施用該增效劑后，作物對(duì)太陽光的捕獲和吸收能力得到顯著增強(qiáng)、光合系統(tǒng)內(nèi)的電子轉(zhuǎn)移加速明顯、對(duì)二氧化碳同化能力和psbA基因表達(dá)也產(chǎn)生了積極影響。

該研究得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。（通訊員 王佳）