科研团队开发出用于提升作物光合作用效率的新型碳点材料

近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所节水新材料与农膜污染防控创新团队开发出用于提升作物光合作用效率的新型碳点材料，拓宽了作物叶绿体的吸收光谱范围，增强了植物光合作用效率（相比对照组，净光合速率提升55.9%）。相关研究成果发表在《材料化学杂志（Journal of Materials Chemistry A）》上。

太阳光利用效率的提升不仅可以提高作物的产量和其它农业生产资料的使用效率，同时也是降低温室效应的重要措施，增强农业固碳能力的关键手段。因此，高光效育种、高光效栽培技术近年来引起了人们广泛关注并取得了较大进展，然而，如何通过调控大田作物的光质环境实现作物光合作用效率的提升尚无较为高效的方法和措施。

该研究通过调控碳量子点的化学成分与纳米堆积方式，改变了其量子限域效应，实现了对太阳光光谱结构的二次优化。该量子点在作物上的施用，构建出了叶绿体和量子点杂交光合作用系统，实现了太阳光谱与叶绿素吸收光谱的最优匹配，叶绿体的光合活性增加了367%。另外，施用该增效剂后，作物对太阳光的捕获和吸收能力得到显著增强、光合系统内的电子转移加速明显、对二氧化碳同化能力和psbA基因表达也产生了积极影响。

该研究得到中国农业科学院科技创新工程、国家自然科学基金等项目的支持。