新基因技術可提高作物光合作用效率

光合作用

美國一項最新研究說,通過改造植物中的相關基因,可以使植物更有效進行光合作用,從而提高作物產(chǎn)量。

光合作用
光合作用

植物通過光合作用把陽光和空氣轉化成有機物,從而給人們提供食物和燃料。但如果植物接受過多光照,可能對進行光合作用的相關細胞器造成損害,因此植物需要利用一種名為“非光化學淬滅”的機制來保護自身。

美國勞倫斯伯克利國家實驗室的克里希納·尼尤基解釋說,“非光化學淬滅”機制好比蒸汽機的解壓閥,陽光過多相當于壓力增大,啟動該機制可以安全去除多余陽光,而在云層飄過等因素導致陽光減少的時候,該機制會關閉,但如果關閉得不夠迅速,光合作用就不能有效工作,就像在解壓閥打開情況下蒸汽機漏氣一樣。

尼尤基等人在新一期美國《科學》雜志上報告說,他們以煙草為研究對象,對參與“非光化學淬滅”過程的3個基因進行改造,使這一機制的關閉速度加快,這意味著植物可以更快地提升陰影下的光合作用效率。研究人員表示,由于作物一半的光合作用是在有各種陰影時進行的,這可以帶來很大好處。實驗也表明,經(jīng)過基因改造煙草的產(chǎn)量可以提高14%到20%。

研究人員正在對大米和其他糧食作物進行相同的基因改造,希望在其他作物上也能取得相似的增產(chǎn)結果。

聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織預測,全球糧食產(chǎn)量需要在2050年前翻一番,才能滿足日益增長的需求。但世界主要糧食作物的產(chǎn)量增長速度尚不足以達到這個目標,因此研究人員希望盡快把這種新技術投入實際應用。

Related Posts

圖1. 光合作用示意圖 Read More

微藻碳中和的思路和看法

藻能高效地利用光能、二氧化碳和水在葉綠素里面進行光合作用,產(chǎn)生氧氣并合成儲存能量的碳水化合物,通過進一步生化反應,合成蛋白質、油脂等多種營養(yǎng)物質 。…

Read More

微藻作為動態(tài)特性對光合作用的影響

兒童學習的第一個化學反應之一是光合作用的配方,結合二氧化碳,水和太陽能來生產(chǎn)有機化合物。許多世界上最重要的光合真核生物如植物都沒有發(fā)展出將這些成分本身結合起來的能力。相反,他們通過從其他生物中偷取它們來間接地獲得它們的光線照射細胞器 – 葉綠體。在某些情況下,這導致藻類具有多個不同的基因組,其演化等同于“turducken *”。 葉綠體最初是通過初級內共生菌從光合細菌進化而來的,其中 […]…

Read More

發(fā)現(xiàn)的藻類光合作用缺失環(huán)節(jié) 提供了提高作物產(chǎn)量的機會

光合作用是植物和藻類利用的天然過程,用于捕獲陽光并將二氧化碳固定成富含能量的糖類,這些糖類可促進生長,發(fā)育以及作物的產(chǎn)量。藻類進化出專門的二氧化碳濃縮機制(CCM),比植物更有效地進行光合作用。本周,在美國國家科學院院刊中,來自路易斯安那州立大學(LSU)和約克大學的一個小組報告了綠藻CCM的長期無法解釋的步驟 – 這是開發(fā)功能的關鍵CCM在糧食作物中提高生產(chǎn)力。 “大多數(shù)作物受到光呼 […]…

Write a comment