地化所揭示重碳酸盐对植物的重要性不亚于二氧化碳

　　植物光合作用是地球上最重要的生化反应。它与地球共同进化和发展，驱动着地球上所有元素的生物地球化学循环，是唯一可以将光能转化为化学能的化学过程。陆生植物利用光能将空气中的二氧化碳转化成碳水化合物，这已成人们的共识。但是陆生植物能否利用重碳酸盐，利用的份额，影响因素如何，至今不得而知。中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室吴沿友研究员带领团队，经过近二十年的努力，对这些问题给出了答案。

　　最近，吴沿友总结和集成其科研团队20年来的相关科研成果，撰写完成的英文专著Root-derived Bicarbonate Assimilation in Plants（《植物根源重碳酸盐同化》）已由Springer出版社出版。该书总结了重碳酸盐对植物的生理作用，系统地向读者介绍了用于量化根源重碳酸盐对植物总光合无机碳同化的贡献的双向同位素标记示踪技术，阐明了过去被低估或完全被忽视的土壤中溶解无机碳在植物整个无机碳同化中的作用以及岩溶作用与光合作用之间的耦合关系。揭示了在生物进化和植物对环境的适应过程中根源重碳酸盐利用与大气二氧化碳同化的同等重要性。

　　该书分五章。第一章，无机碳同化的过去、现在和未来：介绍了光合作用研究历史，展望光合作用研究的未来和人工光合反应器发展的方向。第二章，重碳酸盐对植物的生理作用：重点介绍了重碳酸盐在无机碳同化过程中的积极生理作用，讨论了重碳酸盐光解对光合放氧的意义，提出了重碳酸盐对植物的重要性不亚于二氧化碳的观点。第三章，碳酸酐酶在植物无机碳利用中的作用、多样性和可塑性：阐明了碳酸酐酶多样性和可塑性与高效的无机碳同化之间的内在联系、类囊体碳酸酐酶与光合放氧之间的关系，揭示了锰取代碳酸酐酶活性中心金属在生命起源和进化中可能的意义。第四章，双向同位素示踪培养技术及植物对重碳酸盐的利用：重点介绍定量测定植物（包括藻类）利用重碳酸盐能力的方法，构建了多种场景下的重碳酸盐利用的测定模型，讨论了喀斯特适生植物代谢多样性特征。第五章，喀斯特环境中植物根源无机碳的同化：构建了量化野外场景下土壤无机碳对叶片总光合作用贡献的理论模型，揭示了喀斯特环境中溶解无机碳同化的生态生理和生物地球化学意义。

　　本书链接：https://link.springer.com/book/10.1007/978-981-99-4125-4

　　（吴沿友课题组/供稿）