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美國科學家改善植物光合作用效率 使產量提高多達40%

美國科學家改善植物光合作用效率 使產量提高多達40%

美國科學家改善植物光合作用效率 使產量提高多達40%

(神秘的地球uux.cn報道)據ETtoday:全球人口數持續增長,估計至2050年,世界人口將逼近100億,而如何喂飽如此大量的人口,也成為人類眼前最急迫的難題。美國一名科學家透過基因改造方法,改善植物光化合作用效率,進而使產量提高多達40%,有望于未來幫助解決糧食短缺問題。

美國伊利諾大學與美國農業研究局在去年底在《科學》期刊上刊登實驗結果,顯示經基因改造后的煙草,產量比普通煙草增加四成;研究團隊今年將會把這項技術運用在馬鈴薯上,實驗將耗時兩年,將會在真實環境中進行。

伊利諾大學植物科學教授奧爾特(Donald Ort)表示,植物行光合作用時,會產生一種名為「RuBisCO」的酶,能將空氣中的二氧化碳轉變為碳水化合物以供生長;不過,RuBisCO有時無法識別二氧化碳,反而與氧氣相結合,反而會產生毒性代謝物。植物為了「排毒」,就會進行「光呼吸」(photorespiration)作用,但也會為此消耗大量能量,使植物產量下降。

美國農業研究局分子生物學家索斯(Paul South)解釋,光呼吸作用相當耗能,消耗了許多原本可用來成長和促進產量的寶貴能量。據估計,包括黃豆、稻米、蔬果等作物,減產可高達36%;普通農田在中午光合作用高峰時,就得花掉50%的能量用于「排毒」。

奧爾特表示,光是在美國中西部的農場,農作物每年因為光呼吸作用而損失的卡路里,就足以喂飽2億人口。奧爾特表和其團隊利用基因改造方式,在1200株煙草中加入海藻基因,替煙草制造出3種不同的光呼吸作用捷徑,結果發現3種方式均有效果,其中一項減少的能量損失更高達4成。

研究團隊對此相當振奮,未來將會在人類主要糧食作物,例如小麥和大豆上進行實驗,期望能夠幫助增加糧食產量。不過,基因改造仍有其爭議待克服,這項技術要通過認可并應用在糧食生產上,估計還要至少10年時間。




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