研究人员找到了一种加速光合作用的方法

通过调控影响光合作用的基因,研究人员使大豆产量提高了20%。这一方法也可应用于其他作物。

来自美国和英国多所大学的研究人员开发出一种方法,可提高大豆的光合作用效率。

经过十多年的研究,伊利诺伊大学和兰卡斯特大学的科学家们攻克了此前被认定为光合作用效率最低的环节之一。

“我们的研究为保障粮食安全指明了一条有效途径……提高光合作用效率是实现产量潜力飞跃的重要契机。”——伊利诺伊大学博士后研究员阿曼达·德·索萨

通常情况下,植物会吸收阳光中的能量并将其转化为二氧化碳。它们还会利用从土壤中吸收的水和矿物质合成糖分,以此促进生长。

然而,在强光照射下,植物会将多余的能量以热能形式释放,以保护细胞免受损伤。这种从所谓的“完全生产性生长模式”向“保护模式”的转换过程需要数分钟,导致效率自然下降。

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通过调整负责植物这种保护功能的基因,研究人员成功加速了这一过程,使大豆植株的产量提高了20%。

“与通过植物育种获得的改良相比,这一产量提升幅度巨大,”同时在两所大学工作的农业科学家斯蒂芬·隆(Stephen Long)告诉BBC。“而且我们攻克的这一机制具有普适性,既然能在粮食作物上奏效,我们有充分信心相信它也适用于小麦、玉米和水稻。”

虽然研究主要聚焦于主粮作物,但橄榄树的光合作用效率也可通过类似方法得到提升。

朗补充道,这些作物有望在10年内进入田间种植,但关于转基因作物种植的法律法规可能会影响这些作物的推广速度及适用区域。

随着干旱、冲突及供应链问题引发的全球粮食短缺担忧日益加剧,此次实验结果的发布可谓恰逢其时。

联合国粮食及农业组织(FAO)的一份最新报告显示,2021年全球近10%的人口处于饥饿状态。报告还指出,近年来这一状况持续恶化。

据联合国儿童基金会(Unicef)预测,到2030年,将有超过6.6亿人面临营养不良和粮食不安全问题。

参与这项研究的科学家们希望,这项研究能帮助全球最贫困的农民获得更丰硕的收成,并在最需要粮食的地区提升粮食产量。

“受粮食短缺影响的人数持续增加,预测数据清楚地表明,必须在粮食供应层面进行变革,才能扭转这一趋势,”该研究首席作者阿曼达·德·索萨表示。

“我们的研究提供了一种有效途径,既能为最需要帮助的人群保障粮食安全,又无需开垦更多耕地,”她总结道。“提高光合作用效率是实现产量潜力飞跃的关键机遇。”