科研團隊開發出用于提升作物光合作用效率的新型碳點材料

近日，中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所節水新材料與農膜污染防控創新團隊開發出用于提升作物光合作用效率的新型碳點材料，拓寬了作物葉綠體的吸收光譜范圍，增強了植物光合作用效率（相比對照組，凈光合速率提升55.9%）。相關研究成果發表在《材料化學雜志（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量和其它農業生產資料的使用效率，同時也是降低溫室效應的重要措施，增強農業固碳能力的關鍵手段。因此，高光效育種、高光效栽培技術近年來引起了人們廣泛關注并取得了較大進展，然而，如何通過調控大田作物的光質環境實現作物光合作用效率的提升尚無較為高效的方法和措施。

該研究通過調控碳量子點的化學成分與納米堆積方式，改變了其量子限域效應，實現了對太陽光光譜結構的二次優化。該量子點在作物上的施用，構建出了葉綠體和量子點雜交光合作用系統，實現了太陽光譜與葉綠素吸收光譜的最優匹配，葉綠體的光合活性增加了367%。另外，施用該增效劑后，作物對太陽光的捕獲和吸收能力得到顯著增強、光合系統內的電子轉移加速明顯、對二氧化碳同化能力和psbA基因表達也產生了積極影響。

該研究得到中國農業科學院科技創新工程、國家自然科學基金等項目的支持。