作者:宋檢 時間:2022-12-07 來源:互聯(lián)網(wǎng)
在一項新的研究中,來自美國農(nóng)業(yè)部和伊利諾伊大學(xué)香檳分校的研究人員將遺傳構(gòu)造體導(dǎo)入到煙草植物中,從而調(diào)整它們中的一種稱為光呼吸(photorespiration)的過程。
當一種稱為Rubisco的酶意外地捕獲氧分子而不是植物生長所需的二氧化碳時,光呼吸就會發(fā)生。這種過程在大約20%的時間里發(fā)生,可導(dǎo)致植物產(chǎn)生一種稱為乙醇酸(glycolate)的有毒化學(xué)物質(zhì)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2019年1月4日的Science期刊上,論文標題為“Synthetic glycolate metabolism pathways stimulate crop growth and productivity in the field”。
煙草植物,圖片來自Joachim Müllerchen/Wikipedia。
為了去除乙醇酸,植物通過在細胞的多個區(qū)室中發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)將它轉(zhuǎn)化為有用的化合物,并將光合效率(photosynthetic efficiency)降低多達50%。為了恢復(fù)光合效率,這些研究人員通過導(dǎo)入這些遺傳構(gòu)造體對他們的煙草植物進行基因改造,從而讓乙醇酸保持在一個細胞區(qū)室并在那里完成轉(zhuǎn)化。
這些研究人員測試了在典型的農(nóng)業(yè)條件下,這些經(jīng)過基因改造的煙草植物(即轉(zhuǎn)基因煙草植物)在田間的表現(xiàn)。與未經(jīng)過基因改造的煙草植物相比,這些經(jīng)過基因改造的煙草植物的生物量增加了大約40%。
這些研究人員希望這種對光合作用的調(diào)整也能夠增加可食用植物的生物量。他們當前正在測試在溫室實驗中,這些類型的修改是否有助于土豆。他們計劃針對大米、大豆和豇豆開展類似的實驗。
不過,這可能需要數(shù)十年的時間來證實這些遺傳修飾會產(chǎn)生更多的食物并獲得監(jiān)管機構(gòu)的批準用于這些作物中。
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