中国科学院遗传与发育生物学研究所李响团队联合华中农业大学林拥军团队、BGI研究院刘心团队，在Advanced Science发表了题为Genomic and Cis-Regulatory Basis of a Plastic C3-C4 Photosynthesis in Eleocharis Baldwinii的研究论文，通过基因组学、单细胞转录组、单细胞ATAC分析，首次系统揭示了莎草科植物Eleocharis baldwinii（大莎草）在不同环境中灵活切换光合作用途径的基因与调控机制。结合玉米、水稻的单细胞组学数据，发现了C₄光合作用趋同进化的遗传多样性与保守性规律，为作物光合效率改良提供了全新理论框架。

    C₄光合作用通过CO₂浓缩机制显著提升碳固定效率，被认为是作物增产的关键突破点。比尔·盖茨基金会自2008年即支持"C₄水稻"项目，但单纯导入C₄酶反而导致水稻减产，凸显全面解析C₄调控网络的紧迫性。研究团队发现，大莎草具有独特的光合可塑性：水下生长时表现为C₃型光合；陆地生长时转为C₄型；成熟组织光合途径固定，环境变化仅影响新生组织。

    中国科学院遗传与发育生物学研究所李响研究员、华中农业大学林拥军教授、BGI研究院刘心研究员为该论文共同通讯作者。中国科学院遗传与发育生物学研究所的已出站博士后陈露（现浙江大学独立PI）、贾彦凤（现新疆大学副教授）、华中农业大学博士后周再会为该论文的共同第一作者。研究得到了国家自然科学基金原创探索项目、面上项目、农业农村部重大专项的支撑。陈露还受青年托举项目支持。

论文信息

    标题：Genomic and Cis-Regulatory Basis of a Plastic C₃-C₄ Photosynthesis in Eleocharis Baldwinii

    期刊：Advanced Science