全球變暖增加了從陸地和水中蒸發(fā)的水分量，導(dǎo)致世界大部分地區(qū)出現(xiàn)干旱。在較干旱的地區(qū)，蒸發(fā)蒸騰會產(chǎn)生干旱時期，降低河流，湖泊和地下水的水位，并減少農(nóng)業(yè)區(qū)域的土壤濕度。隨著全球氣溫上升，受干旱影響的陸地面積預(yù)計會增加，對農(nóng)業(yè)可能造成破壞性后果。

近年來，科學(xué)家們一直在研究如何提高植物的抗旱性，以便在干燥的天氣條件下提高作物的生長和生產(chǎn)力。香港大學(xué)(HKU)的突破性技術(shù)可以解決這個干旱壓力問題。該技術(shù)目前在不同國家正在申請專利，剛剛獲得了一家國際公認(rèn)的農(nóng)業(yè)公司的許可，該公司專門開發(fā)油菜作物Camelina sativa的新品種。

香港大學(xué)的Chye實驗室由Wilson和Amelia Wong捐贈基金資助，已鑒定出來自模擬植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)的基因，該基因編碼酰基輔酶A結(jié)合蛋白(ACBP)。該基因命名為ACBP2，可賦予轉(zhuǎn)基因擬南芥干旱耐受性。在這些轉(zhuǎn)基因品系中ACBP2的過表達(dá)(即植物中ACBP2蛋白的增加)促進(jìn)了氣孔關(guān)閉，減少了水分流失和增強(qiáng)的耐旱性。

香港大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院的Chye Mee Len教授和Amelia Wong教授是植物生物技術(shù)教授，她的實驗室成員在過去幾年中發(fā)現(xiàn)，擬南芥?；o酶A結(jié)合蛋白可賦予轉(zhuǎn)基因擬南芥植物抗逆性。擬南芥被用作模型植物，因為它可以在實驗室中輕松操作 - 它具有小基因組，短生命周期和發(fā)育良好的遺傳學(xué)?？梢栽谀Ｐ椭参镏锌焖侔l(fā)現(xiàn)，使研究人員能夠在具有更大基因組的更復(fù)雜植物物種中獲得應(yīng)用的基礎(chǔ)知識。

Chye教授說：“干旱脅迫會對植物生長產(chǎn)生不利影響，并降低農(nóng)業(yè)中的植物產(chǎn)量和食物產(chǎn)量。葉子和莖中的氣孔是植物失水的關(guān)鍵，觀察到ACBP2在保衛(wèi)細(xì)胞中表達(dá)調(diào)節(jié)氣孔孔徑.ACBP2由干旱誘導(dǎo)，植物激素，脫落酸(ABA)引發(fā)干旱保護(hù)途徑.ACBP2過表達(dá)植株在保衛(wèi)細(xì)胞中表現(xiàn)出ABA介導(dǎo)的活性氧(ROS)產(chǎn)生，從而促進(jìn)氣孔相比之下，acbp2突變植物已經(jīng)失去了ACBP2功能并成為研究對照之一，對干旱脅迫更為敏感。“

Chye教授進(jìn)一步解釋說：“ACBP2過表達(dá)上調(diào)呼吸爆發(fā)氧化酶同系物D(AtrbohD)和AtrbohF的表達(dá)，兩種NAD(P)H氧化酶對ABA介導(dǎo)的ROS產(chǎn)生必不可少，而過敏表達(dá)ABA1(HAB1) ABA信號傳導(dǎo)中一個重要的負(fù)調(diào)節(jié)因子被下調(diào)。這些觀察結(jié)果支持ACBP2在干旱反應(yīng)中促進(jìn)ABA信號傳導(dǎo)的積極作用。

該作品于2013 年發(fā)表在植物細(xì)胞與環(huán)境雜志(第36卷：第300-314頁)，作為第一作者，來自Chye Lab的Du Zhi-yan博士。杜博士是最近專利申請的共同發(fā)明人。本發(fā)明已獲得Agragen LLC。許可，Agragen LLC。是一家國際公認(rèn)的農(nóng)業(yè)公司，其主要業(yè)務(wù)是生產(chǎn)生物燃料和生物潤滑劑生產(chǎn)的亞麻薺(Camelina sativa)，用于石油生產(chǎn)和商業(yè)化的潛在應(yīng)用。

眾所周知，亞麻薺具有許多優(yōu)于其他傳統(tǒng)油料作物的優(yōu)點，包括其對惡劣天氣條件的廣泛適應(yīng)性，并且其具有較低的肥料和農(nóng)藥需求。它可以生長在邊緣土地上，可以用作小麥，玉米和高粱的輪作。因此，Camelina sativa代表了可再生能源生產(chǎn)的一個有前景的平臺，并且使用HKU技術(shù)生成潛在的耐旱Camelina品種將使其作為生物燃料來源更加高效。

該技術(shù)的商業(yè)化得到了香港大學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)移辦公室和Versitech有限公司的協(xié)助，后者是該大學(xué)的商業(yè)機(jī)構(gòu)，以非營利為基礎(chǔ)，促進(jìn)香港大學(xué)研究人員的技術(shù)創(chuàng)新。