2019年3月的《自然-遗传学》报道，由美国普林斯顿大学研究者领导的研究小组建立了一个公开的藻类基因文库，帮助研究人员找出每个基因的功能。利用这个文库，研究小组鉴定出303个与光合作用相关的基因，其中包括21个新发现的基因，这些基因可以为光合作用过程提供新的见解。解开光合作用机制，研究人员就可以让作物生长得更快、结果更多，满足未来世界的粮食需求。而且，植物也可能被改造以吸收更多的二氧化碳，帮助应对气候挑战。 
　　该文库由数千种单细胞池塘藻类组成，称为莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii，简称Chlamy）。文库里包含Chlamy的各种突变体。明尼苏达大学Chlamy资源中心(University of Minnesota's Chlamydomonas Resource Center)的62,000多个突变株覆盖了Chlamy基因的80%以上。类似的文库在其他单细胞生物中也有，比如酵母，但这是第一次对单细胞光合生物进行尝试。单细胞生物的快速生长使它们成为有价值的研究工具。 
　　由于Chlamy基因组固有的各种挑战，该项目历时9年才完成。该项目始于2010年，由斯坦福大学的卡耐基科学研究所(Carnegie Institution for Science)、卡耐基大学以及明尼苏达大学Chlamy资源中心合作完成。在整个项目中，研究人员使用机器人通过维持细胞所需的营养丰富的液体培养基来使细胞保持活力。 
　　该文库使研究人员能够同时测试多个突变的Chlamy菌株，因为每个突变体都标有独特的“DNA条形码”。研究人员将数千个Chlamy菌株放在一个烧瓶中，将它们暴露在阳光下，不能生长的菌株说明该突变基因可能参与光合作用。新发现的基因之一是CPL3，它被认为调控参与光合作用的蛋白质。研究小组正在研究这种基因是否有助于藻类调整光合活动以适应阳光水平的变化。 
　　基因文库可以使植物生物学的其他领域的研究成为可能，例如细胞内通讯和Chlamy利用尾部状纤毛在环境中划动的能力。研究者希望Chlamy突变体文库和已鉴定的基因可以促进在光合作用、细胞活力和其他过程研究的突破性发现。 
　　吴晓燕 编译自https://www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190318170243.htm 
　　原文标题：A genome-wide algal mutant library and functional screen identifies genes required for eukaryotic photosynthesis.