硅藻C 4 固碳途径的研究进展

硅藻不仅对全球初级生产力有重要贡献, 还在碳的生物地球化学循环、维持海洋生态系统稳定方面起到了重要作用, 因此受到广泛关注。结合新兴的高通量测序技术对硅藻固碳途径进行研究, 已经证明其在基因组层次上C 4 途径所需关键基因的存在, 而转录组测序技术则可以在基因组的基础上, 结合一系列特定的环境因子展开更深一步的研究。虽然一些硅藻种类中的单细胞C 4 途径在其体内的作用仍存在争议, 但随着同位素标记, 实时荧光定量PCR等技术的发展与应用, 这一领域的相关证据不断积累, 并发现这一机制除了可以提高Rubisco酶的CO 2 固定效率以外, 还具有降低光呼吸强度, 为碳代谢相关的途径提供还原力和中间代谢产物的重要意义。通过C 4 途径与不同生态学尺度相结合的研究, 不仅明确了该过程在代谢产物运输和能量流动方面的运行情况, 还可以更好得解释硅藻在海洋环境中取得的巨大成功。