2026年6月25日，中国科学院遗传与发育生物学研究所零一创新中心举办第三十四期“未来科学沙龙”。本期沙龙由汪迎春研究组硕士生张旭主讲，他以“从蓝藻到作物光合操作系统”为主题，阐述了蓝藻对光、电子、碳和胁迫的协同调控机制，重点探讨了将蓝藻高效能量调控模式迁移至作物光合系统的可行路径，包括提高光能输入效率、增强碳同化能力、优化源库运输调控及提高系统稳定性等关键科学问题。三十余位师生参与活动并展开深入交流与讨论。沙龙由汪迎春研究员主持。

 

    张旭在报告中系统梳理了蓝藻作为地球最早光合放氧生物的光合作用研究进展。他首先从藻胆体结构入手，解释蓝藻独特的捕光策略，进而详细阐述其在波动光下维持高效能量流的四重调控机制。在捕光层面，蓝藻能够优化非光化学淬灭（NPQ）动力学，缩短保护建立与解除的滞后时间；在电子传递层面，其利用黄素二铁蛋白（Flavodiiron proteins，简称FLV）提供快速电子循环，避免光系统I过还原；在碳固定层面，则依赖羧酶体或蛋白核（pyrenoid）实现CO₂局部富集，降低光呼吸损耗；在氧化还原层面，蓝藻还通过可逆蛋白修饰将电子状态快速传递至代谢网络，实现多网络的协同响应。他强调，蓝藻真正值得迁移的不是孤立基因，而是其整体能量调控模式；作物光合操作的最终目标不是获取单叶峰值光合速率，而是构建能感知环境、协调供需、将更多碳稳定送入籽粒和饲料中的高效作物系统。他提出针对不同光合类型植物的光合改造策略：对C3作物（如水稻）重点探索碳浓缩机制（CCM）工程，对C4作物（如玉米）则优先优化波动光恢复、光保护和衰老延缓等性状。

 

    活动现场气氛热烈，大家围绕藻类光合作用研究前沿、蓝藻光合系统向作物迁移的技术瓶颈、藻类规模化培养系统，以及藻类在饲料、保健品和生物柴油生产中的商业化挑战等关键问题展开了深入探讨。此次报告不仅加深了大家对藻类光合作用机制的理解，也进一步激发了对光合改造在农业生产、能源产业及未来产业发展中应用前景的广泛思考。

 

    未来科学沙龙是零一创新中心定期举办的学术活动，由导师和研究生建议主题，旨在拓展师生知识面和视野，增进彼此间的交流与合作，推动创新性成果的产生。