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通过加速光呼吸可使作物产量提高47%
日期:2018-06-14 作者:编译:王爱玲 来源:农科智库 点击:
     当大豆、小麦等植物体内的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)吸收氧气而非二氧化碳时,会产生有害化学物质,而回收这些物质会耗费植物20%-50%的能量。英国埃塞克斯大学(University of Essex)近日在《Plant Biotechnology Journal》上发表的一项新的研究成果显示,如果提高植物叶片中一种常见天然蛋白质的产量,就能够将主要粮食作物产量提高近50%。
    在该研究中,研究团队让一种模式作物过度表达一种参与植物光呼吸的天然蛋白质。经过两年的田间试验,研究人员发现增加植物叶片中的H-蛋白(H-protein)能够将产量提高27%-47%。然而,研究还发现H-蛋白并非多多益善:如果H-蛋白在整棵植株中的表达都增加,则会抑制生长和新陈代谢,导致四周龄的植株大小仅为未改造植株的一半。因此,将这一做法运用于其他作物时,需要针对特定的植物组织对蛋白质水平进行适当的调整。
    在此前的研究中,研究人员在室内实验中增加了拟南芥中的H-蛋白水平。该研究首次在实际生长条件下提高了作物的H-蛋白水平。
    实际上,随着生长季温度的不断升高,光呼吸引起的产量增加也将增加。对于粮食作物而言,在增产的同时还能增强其抵御高温胁迫的能力。研究小组下一步计划提高大豆、豇豆(黑眼豆)和木薯中的H-蛋白水平;并将这一特性与提高光合作用效率项目所发现的其他特性结合起来,包括一种可使植物更快适应光照水平波动,从而实现增产20%的方法(曾刊于《科学》(Science)杂志上)。
    (来源:Science Daily  北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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