从藻类“借”来蛋白质 科学家改造出更高产、耐旱的烟草作物

 

从藻类“借”来蛋白质 科学家改造出更高产、耐旱的烟草作物

科学家用海藻中发现的一种蛋白质对烟草作物进行了改造,可以提高它们的光合作用和增加生长,同时减少用水量。这一新的进展可能为未来遭受干旱打击的高产作物指明了道路。

这项技术专注于光合作用,这是一个复杂的过程,植物可以利用阳光和二氧化碳来产生营养物质来促进它们的生长。

提高光合作用将对农业生产力产生巨大的好处,但是这个过程的复杂性阻碍了过去许多利用它的尝试。

在《自然植物》杂志上发表的一项研究中,科学家们利用基因操作过程增加了烟草植物中已经存在的一种酶,并从蓝藻中引入了一种新的酶,从藻类中引入了一种蛋白质。

当植物以这种方式进行改造时,它们将光能有效转化为化学能的能力显著提高。

令研究人员惊讶的是,转基因植物能以更少的水获得更高的产量。

英国科尔切斯特埃塞克斯大学的科学家们已经在烟草植物上证明了这一概念,他们希望进一步改进这项技术,使其适用于大豆、豇豆和水稻等作物。

这一进展可能有助于缓解世界面临的一些压力,比如气候危机和提高粮食种植效率的必要性。

论文的合著者帕特里夏·洛佩兹-卡尔卡格诺(Patricia Lopez-Calcagno)说:“全球人口正在增长,这意味着我们需要种植更多的粮食。我们还看到了气候变化的影响,产生了更多的极端天气,所以我们将会有更多的干旱。这意味着我们需要更好地利用水。我们需要在同样的土地上,用更少的水种植更多的庄稼。”

该论文的另一位作者、埃塞克斯大学的植物生物学教授克里斯汀·雷恩斯(Christine Raines)补充说,解决如何增加光合作用的问题是一个核心科学目标。

她说:“这是地球上最基本的过程——没有光合作用就没有任何东西。”

“我们吃的所有食物,包括植物和动物吃的食物,都来自这个初级过程。我们对此了解很多,但它涉及到大量的单独步骤。”

Lopez-Calcagno说,通过使用传统的植物育种技术解决同样的问题可能最终成为可能,但这需要几十年的时间。

她说,通过从藻类中引入基因,研究人员可以走一条自然界无法走的捷径。

这项研究是由公共资助的,包括英国国际发展部(Department for International Development),研究的任何成果都将免费或不盈利地提供给发展中国家。

“需要它的人将能够得到它,”Lopez-Calcagno说。

埃塞克斯郡的这项研究始于2013年,可能还需要5到10年的发展才能达到种植使用这项技术的农作物的地步。

藻类在光合作用的其他用途上已经显示出希望,包括捕获和储存二氧化碳。

研究实验室正致力于将藻类用作生物燃料、食物以及减少家畜甲烷排放的添加剂。

在英国,有迹象表明,脱欧后英国对基因技术的监管可能发生变化。

去年夏天,鲍里斯•约翰逊(Boris Johnson)在担任首相后的首次演讲中呼吁“将英国非凡的生物科学部门从抗转基因规则中解放出来,让我们开发出能够养活全世界的耐枯萎病作物”。

约翰•英纳斯中心(John Innes Centre)主任戴尔•桑德斯(Dale Sanders)教授表示:“基于产品的产出、而非用于提供产品的技术的监管方式,将是非常明智的。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源:

https://www.theguardian.com/environment/2020/aug/10/gene-manipulation-using-algae-could-grow-more-crops-with-less-water

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