葉(ye)綠素(su)熒光與(yu)外(wai)星生命探(tan)索

M矮(ai)星是我們銀河系最常見(jian)的恒(heng)星，其(qi)中(zhong)40%的M矮(ai)星有“超級地球”環繞，成(cheng)為(wei)科學家(jia)外(wai)星生命探(tan)索關註的熱點(dian)。這(zhe)些M矮(ai)星系及其(qi)超級地球行星是否存在生命？如何存(cun)在(zai)？是(shi)否適(shi)合居住(zhu)？

“萬物生長靠(kao)太陽”，M矮(ai)星光譜(pu)區(qu)別於(yu)太陽光譜(pu)，主(zhu)要表(biao)現為更強的紅外(wai)光譜(pu)、很(hen)低的PAR（光合(he)有(you)效(xiao)輻(fu)射光譜(pu)，400-700nm）。意大(da)利(li)天(tian)文(wen)觀測(ce)與(yu)生命科學研(yan)究人(ren)員(yuan)為(wei)此在實驗室(shi)設(she)計(ji)了如下(xia)實驗：利(li)用葉綠素(su)熒光技(ji)術，通(tong)過(guo)模(mo)擬(ni)太陽光、FR（750nm）、模(mo)擬(ni)M矮(ai)星光譜(pu)，檢測(ce)藍(lan)藻(zao)能(neng)否(fou)在(zai)M矮(ai)星光照(zhao)下(xia)正常(chang)光合(he)作(zuo)用。實驗采(cai)用了壹種可合成(cheng)葉綠素(su)d和(he)f的藍(lan)藻(zao)，這(zhe)種藍(lan)藻(zao)可(ke)以(yi)利(li)用750nm遠紅光進行放氧光合(he)作(zuo)用。

實(shi)驗結(jie)果表(biao)明，只(zhi)有(you)能(neng)夠(gou)合(he)成(cheng)葉(ye)綠素(su)d和(he)f的藍(lan)藻(zao)才(cai)能(neng)夠(gou)在(zai)遠(yuan)紅光下(xia)生存並(bing)進行光合(he)作(zuo)用；令人(ren)吃(chi)驚(jing)的是，所(suo)有(you)實驗藍(lan)藻(zao)，包(bao)括能(neng)夠(gou)合(he)成(cheng)葉(ye)綠素(su)d和(he)f的藍(lan)藻(zao)、對(dui)照組（不(bu)能(neng)合(he)成(cheng)葉(ye)綠素(su)d和(he)f）都(dou)能(neng)夠(gou)在(zai)M矮(ai)星光譜(pu)下(xia)進行生長和(he)正常(chang)的光合(he)作(zuo)用，表現為類似的Fv/Fm（葉綠素(su)熒光指數，反應光合(he)效(xiao)率(lv)）、隨(sui)著培養(yang)時間(jian)增(zeng)大(da)而(er)提(ti)高的Fo（反映藻類的增長(chang)——葉(ye)綠素(su)含量的增長(chang)）。研(yan)究成(cheng)果發(fa)表(biao)於(yu)《life》（Riccardo Dlaudi, etc. Super-Earths, M Dwarfs, and Photosynthetic Organisms: Habitability in the Lab. Life, 2021）。

葉(ye)綠素(su)熒光技(ji)術被稱為植物(wu)光合(he)作(zuo)用的靈敏(min)探(tan)針，廣泛應用於(yu)光合(he)生理(li)研(yan)究、遺(yi)傳育種與(yu)植物(wu)表(biao)型組(zu)學研(yan)究、生態毒(du)理(li)學研(yan)究乃(nai)至太空生物學研(yan)究等。下(xia)圖(tu)為(wei)易(yi)科泰(tai)生態技(ji)術公(gong)司(si)EcoTech^®實(shi)驗室(shi)人(ren)員(yuan)與(yu)中(zhong)科院(yuan)植物(wu)所(suo)研(yan)究人(ren)員(yuan)壹起(qi)，利(li)用FluorTron^®多(duo)功(gong)能(neng)高(gao)光譜(pu)成(cheng)像技(ji)術和(he)葉綠素(su)熒光成(cheng)像(xiang)技術，對(dui)瓊脂(zhi)培養(yang)藍(lan)藻(zao)和(he)擬(ni)南芥進行的成像(xiang)分(fen)析結果：