将高光效位点导入到目前的水稻主栽品种中育成高光效新品种4份，具有高产、米质优、抗逆性强等优良农艺性状
结合早代光合速率测定，培育出小偃108等高光效小麦新品系；育成了花后“源”功能显著改良的郑麦7698等
光合作用是地球上最重要的化学反应，是人类食物和能源的主要来源，也是农作物产量形成的基础。作为973项目首席科学家，中科院植物所研究员张立新集聚八家单位开展了“光合作用分子机制与作物高光效品种选育”工作。张立新向记者表示，对光合作用分子机理进行研究，目的在于挖掘作物光能利用潜力，为农作物高光效遗传改良及育种实践提供理论指导和技术途径。
通过五年的合作攻关，该研发团队在《自然》《科学》等国际顶级专业杂志先后发表4篇研究文章，最近又在光合作用高光效基础理论研究方面取得了突破进展。
挖掘光合生物的基因资源
利用晶体结构解析以及冷冻电镜技术，研究团队通过对最原始的光合生物蓝藻、红藻、硅藻到高等植物的光合膜超分子复合物精细结构解析，探索光合作用体系高效吸能、传能的分子机理。
叶绿体的正常发育和功能维持是光合作用高效光能转化和利用的必需条件。他们首次筛选出调控叶绿体发育的RNA分子伴侣蛋白BSF，揭示其对叶绿体mRNA稳定性和翻译活性的调控作用；发现参与PSI组装调控的新关键因子Pyg7，并解析了Pyg7参与PSI复合物组装调控的分子机理。
张立新说，这些基因资源的挖掘有助于深入了解植物叶绿体的生物发生机理，以及叶绿体响应外界环境变化维持高光效机理。
导入高光效基因实现精准分子育种
在基础理论研究的基础上，研究团队加强机理与应用相结合，着力于将光合作用基础研究成果应用到稻麦等主要农作物精准分子育种实践中。
研究团队建立了水稻高光效筛选平台、挖掘出高光效最优等位变异，将高光效位点导入到目前的水稻主栽品种中育成高光效新品种4份，光合作用效率平均提高10%以上，具有高产、米质优、抗逆性强等优良农艺性状。
同时，研究团队通过定向改良，在小麦优良农艺性状选择的基础上，结合早代光合速率测定，选择高光合速率单株以及高代群体光合测定进而培育高产品种的育种策略，培育出小偃108等高光效小麦新品系；育成了花后“源”功能显著改良的郑麦7698等，并荣获了2018年国家科技进步二等奖。
张立新表示，随着遗传学、分子生物学、基因组学、蛋白组学和代谢组学等相关技术在光合作用研究领域的运用，光合作用的许多生理生化过程已经从分子水平得到揭示，正孕育着一系列重大突破。提高作物光合作用效率在保障粮食安全，促进农业可持续发展上具有巨大应用前景。（据《科技日报》）
