根据发表在《国家科学院院刊》上的一项新研究，研究人员已经确定了缺铁植物如何优化光合作用以保护自己免于吸收过多的光。

这项研究是在全球考虑气候变化对粮食种植方式的影响之际进行的。

“这项研究增加了我们对植物在人类食物供应的关键时刻如何应对环境变化的了解，”生物科学教授兼该研究的高级研究员Mary Lou Guerinot说。

铁是光合作用的核心，光合作用是将光能转化为植物化学能的过程。由于人们从植物中获取大部分卡路里和营养，因此研究人员了解植物如何处理矿物质非常重要。

该研究的重点是叶绿体中的活动，植物叶子中 90% 的铁都储存在叶绿体中，并在那里进行光合作用。

“已经记录了许多优化铁使用的策略，但在这项研究之前，我们对叶绿体如何适应缺铁的机制知之甚少，”该论文的第一作者、18 岁的 Guarini 的 Garo Akmakjian 说，现在是博士后研究员在加州大学河滨分校。

包括Nabila Riaz和 Guarini '22 在内的研究小组跟踪了在缺铁植物中观察到的光诱导叶片白化的原因。他们确定了两种调节蛋白，可以保护植物在缺铁期间不吸收过多的光。

Riaz 拍摄的技术图片展示了铁和其他营养物质对缺乏调节蛋白的反应方式。

“能够使用先进的技术对活植物组织中营养物质的定位进行成像是令人兴奋的，并增加了我们对元素如何分布自身以响应环境变化的理解，”Riaz 说。

植物中的铁吸收系统受到一系列活动的调节，其中许多活动是由达特茅斯的Guerinot 实验室发现的。

该团队希望了解植物在缺铁期间如何适应其光合作用机制，可以让研究人员优化植物在铁缺乏的土壤中的生长。

“随着气候变化，我们种植农作物的地点和方式正在发生变化，”Guerinot 说。“在未来，我们将不再奢望只在营养丰富、水量充足的肥沃土壤上种植农作物。”