生物工程水稻可顯著提高谷物產(chǎn)量

據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，來(lái)自中國(guó)的新研究表明，提高水稻作物光合效率的新技術(shù)可以使谷物產(chǎn)量提高27%。該研究遵循最近的其他食品生物工程示范，旨在通過(guò)改善作物的光合作用過(guò)程來(lái)提高全球糧食生產(chǎn)力。

致力于提高作物產(chǎn)量的科學(xué)家們的一個(gè)重點(diǎn)是找到提高光合作用效率的方法。植物通過(guò)光合作用產(chǎn)生的能量的20%到50%可以轉(zhuǎn)移到稱為光呼吸的過(guò)程中。

一位科學(xué)家最近將光呼吸描述為“抗光合作用”。植物通過(guò)從周圍環(huán)境中捕獲二氧化碳分子來(lái)產(chǎn)生它們生長(zhǎng)所需的化學(xué)能。然而，大約25%的時(shí)間植物不正確地收集氧分子，產(chǎn)生植物毒性副產(chǎn)物，破壞整個(gè)光合作用過(guò)程，并最終釋放二氧化碳。光呼吸是植物用于去除這些有問(wèn)題的副產(chǎn)物的過(guò)程。

最近開(kāi)發(fā)的一種提高光合效率的策略集中在植物內(nèi)設(shè)計(jì)更有效的光呼吸途徑。這些技術(shù)基本上在植物細(xì)胞內(nèi)設(shè)計(jì)了替代途徑，因此可以使用更少的能量去除有毒副產(chǎn)物。來(lái)自中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的最新研究表明了提高植物能效的不同策略。該技術(shù)將光呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳轉(zhuǎn)移到光合作用。該過(guò)程被命名為GOC旁路，并利用三種酶將稱為乙醇酸的分子轉(zhuǎn)化為二氧化碳。

在使用水稻作物的田間試驗(yàn)中，結(jié)果令人印象深刻，GOC旁路植物的總產(chǎn)量提高了7%至27%。光呼吸率降低了31%，凈光合速率提高了22%。研究人員表示，通過(guò)更大規(guī)模的田間試驗(yàn)和不同水稻品種的試驗(yàn)，可以進(jìn)一步優(yōu)化這些結(jié)果。未來(lái)的工作還將研究該技術(shù)是否適用于其他糧食作物，如土豆等。當(dāng)然，在廣泛部署這些生物工程作物之前，還有許多問(wèn)題需要解決。

“雖然我們認(rèn)為這種方法不會(huì)影響這些植物的味道，但營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和口味都尚未得到獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室和政府機(jī)構(gòu)的全面評(píng)估，”新研究的高級(jí)作者彭新祥表示。

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

這項(xiàng)新研究發(fā)表在《分子植物》(Molecular Plant)雜志上。