新生物技術(shù)使作物產(chǎn)量提高20%
來自伊利諾伊大學(xué)的科學(xué)家通過革命性的程序提高了作物產(chǎn)量,這種程序在基因上增強了光合作用。聯(lián)合國宣稱,到2050年,人類將需要比現(xiàn)在多生產(chǎn)70%的食物。研究人員稱這一新發(fā)現(xiàn)將有助于彌合人口增長的差距。
該技術(shù)抵消了工廠生產(chǎn)力的異常低效率。當(dāng)陽光強烈時,植物通過將多余的能量轉(zhuǎn)化為熱量來激活防御機制,稱為非光化學(xué)猝滅(NPQ)。
然而,一旦光線變暗,這種保護(hù)過程可能需要長達(dá)半個小時才能關(guān)閉,導(dǎo)致錯過光合作用的機會?;旧?,在最需要光照的時候,植物會浪費光線作為熱量。
科學(xué)家們利用一種基因改造形式,通過提高三種光合作用相關(guān)蛋白來解決這個問題。
然后植物能夠比平時更快地切換回光合作用。
該實驗是在煙草植物煙草(Nicotiana tabacum)和三種測試菌株中進(jìn)行的,其中兩種生物量生產(chǎn)率持續(xù)提高了20%,而第三種提高了14%。
可能看起來很奇怪,植物本身并沒有進(jìn)化到克服這種低效率。這是因為光合效率不是限制野生植物生長的因素,而是氮的可用性。
多年來,科學(xué)界一直在爭論是否有可能通過遺傳篡改植物的光合作用來提高作物產(chǎn)量。
這些結(jié)果發(fā)表在“科學(xué)”雜志上,是第一個概念驗證。
比爾和梅林達(dá)蓋茨基金會資助了這項開創(chuàng)性的研究,并將這項技術(shù)轉(zhuǎn)讓給大米,木薯和大豆。
“我們不確定這種方法是否適用于其他作物,但由于我們的目標(biāo)是在所有作物中都采用相同的普遍過程,我們非??隙ㄋ鼤?,”主要作者Stephen Long教授說。這項研究。
遺傳修飾需要長時間的激進(jìn)主義反彈。大多數(shù)歐盟國家都禁止農(nóng)民種植轉(zhuǎn)基因作物。反轉(zhuǎn)基因活動家運動主要圍繞將基因從一個物種轉(zhuǎn)移到另一個物種的危險。然而,這種新興技術(shù)改善了這些問題,因為它只能增強植物物種中已存在的蛋白質(zhì)。
龍教授認(rèn)為,“我的態(tài)度是,現(xiàn)在將這些新技術(shù)放在貨架上是非常重要的,因為這些發(fā)明可能需要20年才能到達(dá)農(nóng)民的田地。”
每年,發(fā)達(dá)國家都會浪費與撒哈拉以南非洲的全部糧食凈產(chǎn)量(約2.3億噸)一樣多的食物。
實施一個重新分配農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟體系被一些人視為糧食安全的圣杯,但它可能還有很長的路要走。
在此之前,在不侵入自然界的情況下提高產(chǎn)量的新技術(shù)將至關(guān)重要。
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