由华盛顿州立大学领导的一个研究小组创建了一个计算机模型，以了解植物如何在类囊体膜中储存能量，类囊体膜是植物叶片光合作用的关键结构。
该团队通过实验室实验证实了数学模型的准确性。他们的工作最近发表在《自然植物》杂志上。
“我们为植物代谢的整体难题提供了一个重要的组成部分，”WSU 生物化学研究所教授、做出这一发现的团队负责人赫尔穆特·基尔霍夫 (Helmut Kirchhoff) 说。“如果我们将我们的模型整合到更大的图景中，它可能为如何改善某些环境中的植物提供一条很好的途径。”
植物通过光合作用将阳光转化为可用能量，但会根据光照水平、温度、湿度和其他因素不断调整它们储存自制能量的位置和方式。
弄清楚植物如何进行这些调整可以提高我们对它们在田间表现的理解，并有助于开发能够承受气候变化引起的温度升高的新植物。
Kirchhoff 和他的合作者的发现可能在未来几年产生广泛的影响和益处，因为他们的模型与其他模型相结合，以了解更多关于光合作用究竟是如何工作的。
来自阳光和能量储存的能量转换发生在叶子叶绿体中专门的类囊体膜中。
“它的功能就像一个电池，”基尔霍夫说。“在叶子中，植物将质子从类囊体膜的一侧泵送到另一侧，产生正负电荷梯度。”
他说，为了调节这种能量储存，离子通道控制可用能量的波动。
了解这个复杂的过程可能是在一个变暖的星球上为世界各地的人们提供食物的关键。
“光合作用非常强大，”基尔霍夫说。“如果不加以控制，它会产生过多的能量，从而产生可以杀死植物的危险分子。具有更好光合作用控制的工程植物意味着这些植物可以在更阳光、更温暖的条件下生存。”
科学家们在叶子上照射了各种光线，并测量了吸收和荧光的变化。
“我们用不同的光强度照亮叶子，以在颜料中产生激发态，”基尔霍夫说。“然后叶子会改变我们测量的吸收和荧光特性，告诉我们叶子中发生了什么。”
