生物工程水稻可顯著提高穀物產量

生物工程水稻可顯著提高穀物產量

據外媒New Atlas報導,來自中國的新研究表明,提高水稻作物光合效率的新技術可以使穀物產量提高27%。該研究遵循最近的其他食品生物工程示範,旨在通過改善作物的光合作用過程來提高全球糧食生產力。

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致力於提高作物產量的科學家們的一個重點是找到提高光合作用效率的方法。植物通過光合作用產生的能量的20%到50%可以轉移到稱為光呼吸的過程中。

一位科學家最近將光呼吸描述為“抗光合作用”。植物通過從周圍環境中捕獲二氧化碳分子來產生它們生長所需的化學能。然而,大約25%的時間植物不正確地收集氧分子,產生植物毒性副產物,破壞整個光合作用過程,並最終釋放二氧化碳。光呼吸是植物用於去除這些有問題的副產物的過程。

最近的一種提高光合效率的策略集中在植物內設計更有效的光呼吸途徑。這些技術基本上在植物細胞內設計了替代途徑,因此可以使用更少的能量去除有毒副產物。來自中國科學家團隊的最新研究表明了提高植物能效的不同策略。該技術將光呼吸過程中產生的二氧化碳轉移到光合作用。該過程被命名為GOC旁路,並利用三種酶將稱為乙醇酸的分子轉化為二氧化碳。

在使用水稻作物的田間試驗中,結果令人印象深刻,GOC旁路植物的總產量提高了7%至27%。光呼吸率降低了31%,淨光合速率提高了22%。研究人員表示,通過更大規模的田間試驗和不同水稻品種的試驗,可以進一步優化這些結果。未來的工作還將研究該技術是否適用於其他糧食作物,如土豆等。當然,在廣泛部署這些生物工程作物之前,還有許多問題需要解決。

“雖然我們認為這種方法不會影響這些植物的味道,但營養品質和口味都尚未得到獨立實驗室和政府機構的全面評估,”新研究的高級作者彭新祥表示。

水稻是世界上僅次於小麥和玉米的第三大作物,是全球許多科學家關注的焦點。最近的創新揭示了使大米更具抗旱性和環境友好性的新技術,然而這是該作物更具光合效率形式的首次證明。

這項新研究發表在《分子植物》(Molecular Plant)雜誌上。

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