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Dual-cycle CO2 fixation enhances growth and lipid synthesis in Arabidopsis thaliana

Dual-cycle CO2 fixation enhances growth and lipid synthesis in Arabidopsis thaliana相片

植物行光合作用吸收二氧化碳，將碳轉化成各式有機物，但同時也會在光呼吸作用與油脂合成的代謝途徑中，把固定下來的碳再排放出去，造成大量碳流失。此研究首次將一合成的固碳McG循環 (McG) 置入植物中與既有的卡爾文循環 (CBB) 共同運作，形成前所未有的「雙固碳系統」(Dual-cycle carbon fixation)。它能使用光呼吸中的二碳 (C2) 副產物乙醇酸、或將原本卡爾文循環生成的三碳 (C3)再與CO2結合，轉換成二碳且高能的乙醯輔酶A (Acetyl-CoA)—生產較多的油脂，並提高光合作用效率與效能，使固碳效率提升約50%，更增加植株生長量、種子量達2~3倍。

這項成果是中研院院長廖俊智主導的研究計畫，由第一作者農生中心助研究員呂冠箴執行，於生化所任博士後研究員時期開始，集結跨界專業合力完成。其中農生中心參與研究人員包括農生中心主任葉國楨、中研院代謝體核心核心設施徐嘉偉、周雅文、代謝體核心實驗室林芝毓、丁貞勻、張婷翔。

院內新聞連結>https://www.sinica.edu.tw/news_content/55/3304


Kuan-Jen Lu , Chia-Wei Hsu, Wann-Neng, Jane, Mien-Hao Peng, Ya-Wan Chou, Pin-Hsuan Huang, Kuo-Chen Yeh , Shu-Hsing Wu, and James C. Liao (2025) Dual-cycle CO2 fixation enhances growth and lipid synthesis in Arabidopsis thaliana Science, http://doi: 10.1126/science.adp3528