有可能增加小麥產量的酶
根據(jù)一項新的研究,由于具有優(yōu)良形式的普通酶的品種,小麥產量可以顯著增加。蘭開斯特大學,Rothamsted研究中心和國際玉米和小麥改良中心(CIMMYT)的植物科學家一直在研究一種名為Rubisco的天然植物酶,以探索其促進光合作用和提高作物產量的能力。
在本月發(fā)表的一篇新論文中,該團隊測量了25種基因型小麥的光合作用- 包括面包小麥(Triticum aestivum)的野生近緣種- 并且發(fā)現(xiàn)即使在密切相關的基因型中存在差異。對每種類型進行了調查,以確定優(yōu)異的Rubisco酶以改善光合作用。
其中兩種效率最高的是來自被稱為山羊草(Aegilops cylindrica)(大型山羊草)和大麥(Hordeum vulgare)(大麥)的植物的 Rubisco,它們都顯示出有希望的Rubisco催化特性,應該在改善小麥光合作用和最終谷物產量的背景下進行探索。
模型表明,在一些田間條件下,將新酶摻入小麥可使光合作用增加20%。
小麥是重要的食物來源,提供全世界20%以上的卡路里消耗。預計到2050年世界人口將增加到90多億,壓力正在滿足全球對糧食的需求。
蘭卡斯特環(huán)境中心(LEC)的Martin AJ Parry教授說:“提高光合作用的效率 - 作物將大氣中的二氧化碳轉化為我們可以吃的所有東西的方式 - 可能看起來雄心勃勃,但對我們來說,它提供了生產我們需要在不斷變化的世界氣候中為不斷增長的全球人口提供糧食產量變化的規(guī)模。“
LEC糧食安全植物科學講師Elizabete Carmo-Silva說:“兩種草和大麥都被認為是提高小麥抗病性的寶貴遺傳資源,我們的研究表明它們也可用于改善生物量的生產。”
研究伙伴Anneke Prins和Doug Orr進行了實驗工作,該工作由CIMMYT(W4031.11全球小麥計劃)和實現(xiàn)提高光合效率共同資助,該項目由比爾和梅林達蓋茨基金會資助,由伊利諾伊大學牽頭。 Carl R. Woese基因組生物學研究所。
“這是一項令人興奮的工作,表明Rubisco催化性能在小麥的近親中有所不同,”Orr說。“作為RIPE項目的一部分,我們正在篩選來自全球的各種物種,旨在確定能夠改善水稻,木薯和大豆的光合作用和生物量生產的變異。”
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