美国开发出增产40%的转基因作物

 美国《科学》杂志日前刊发一项研究成果说

美国研究人员利用基因工程手段

缩短农作物的“光呼吸”路径

可使某些农作物增产达40%

有望用于应对全球人口增长带来的粮食短缺挑战

植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为能量

“二磷酸核酮糖羧化酶”是参与光合作用的关键酶

在富氧环境中

这种酶会错把氧气分子认作二氧化碳

与之结合生成有害物质

这种光合作用“小故障”导致的有毒中间产物

要依靠“光呼吸”降解

但后者是一个损耗能量的过程

不利于提高产量 

为节省这种能量的消耗

伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校等机构研究人员

通过一系列的基因改造和调控

设计出3种不同的“光呼吸”替代路径

大大缩短了“光呼吸”原本迂回复杂的反应路径

随后

他们在实验室中对约1700种植物进行压力测试

筛选出表现最优的基因

不断优化“光呼吸”替代反应的路线

在为期两年的田野研究中

他们发现

经基因改造缩短“光呼吸”路径的作物生长更快

更高、茎部更粗大

比普通作物多产出40%的生物质能

目前

田野研究主要利用烟草展开

下一步研究人员将尝试用

这种技术使大豆、豇豆、大米、马铃薯

西红柿、茄子等农作物增产

这种‘光呼吸’捷径是一项植物工程壮举

（实验）证明了

它是一种能大幅提高光合作用效率的独特手段

伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校教授斯蒂芬·朗说