光合作用是地球上最重要的化学过程，为人类提供生存所需的氧气、食物和燃料。蓝藻是一种能进行产氧性光合作用的单细胞原核生物，在地球从无氧环境向有氧环境的转变过程中发挥了巨大作用。然而，近年来由于全球气候变暖和水体富营养化等问题，表层水体中蓝藻过度生长，导致了有害藻华的爆发。有害藻华的治理是个世界性难题。化学除藻法，由于见效快、成本低，是藻华治理中的常用方法。然而，目前使用的化学除藻剂大多通过结合氨基酸残基或产生氧化应激抑灭蓝藻，其对非靶标生物同样有害。因此，亟需发展生态友好型抑藻剂。
张淑娟教授课题组发现天然存在于水果、蔬菜中的乙酰丙酮（AA）具有良好的选择性抑藻作用。基于蛋白组学分析、叶绿素荧光诱导曲线和在不同电子给/受体/抑制剂存在下的光合放氧速率测定，本研究推测AA抑藻的作用位点有两个：1. 光合系统II中质体醌A (QA)到质体醌B (QB)的电子传递通道；2. 光合系统I基质侧的铁氧还蛋白(Fd)和NADP+-氧化还原酶(FNR)中的铁-硫簇。AA对蓝藻的特异性作用可能源于AA与蓝藻中非血红素铁以及铁-硫簇的竞争结合。上述作用机制使得AA与常用抑藻剂相比，在长效性与安全性方面具有显著优势。鉴于光合作用在自然和人工系统中的重要性，该发现不仅为蓝藻的选择性抑制提供了一种独特的解决方案，还可以为人工光合作用的研究提供借鉴。
这一研究成果(Regulation of Photosynthesis in Bloom-forming Cyanobacteria with the Simplest β-diketone) 于2021年9月30日在线发表于Environmental Science & Technology ( https://doi.org/10.1021/acs.est.1c04683)。博士研究生米合拜•伊力木拉提，博士毕业生金吉媛，南京大学生命科学学院王鑫博士为论文的共同第一作者，团队PI潘丙才教授为共同作者，张淑娟教授为本文的通讯作者。