科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了能夠?qū)⑺井a(chǎn)量提高百分之50的蛋白質(zhì)
與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究人員合作,來自John Innes中心的Tony Miller博士開發(fā)了水稻作物,它們具有更高的自身pH值管理能力,使他們能夠從土壤中攝取更多的氮,鐵和磷,并通過高達54%。水稻是一種主要作物,占世界人口的近50%,并且保留了在不斷變化的環(huán)境條件下生存的能力。這種作物能夠在淹水的稻田中茁壯成長 - 潮濕,厭氧條件有利于銨的供應(yīng) - 以及更干燥,排水的土壤,增加的氧氣意味著更多的硝酸鹽可用。氮肥是種植許多谷類作物的主要成本,其過度使用對環(huán)境產(chǎn)生負面影響。
所有植物生長所需的氮通常以土壤中的硝酸鹽或銨離子的形式獲得,其被植物根部吸收。對于植物來說,獲得硝酸鹽和銨的正確平衡是非常重要的:過多的銨和植物細胞變成堿性; 硝酸鹽過多,變成酸性。無論哪種方式,擾亂pH平衡意味著植物的酶不起作用,影響植物健康和作物產(chǎn)量。
與中國南京的合作伙伴一起,Miller博士的團隊一直在研究水稻植物如何在這些不斷變化的環(huán)境中保持pH值。
水稻含有一種叫做OsNRT2.3的基因,它可以產(chǎn)生一種參與硝酸鹽轉(zhuǎn)運的蛋白質(zhì)。這一個基因產(chǎn)生兩種略有不同的蛋白質(zhì)形式:OsNRT2.3a和OsNRT2.3b。經(jīng)過測試確定兩種版本蛋白質(zhì)的作用,Miller博士的團隊發(fā)現(xiàn)OsNRT2.3b能夠根據(jù)植物細胞的內(nèi)部pH值開啟或關(guān)閉硝酸鹽轉(zhuǎn)運。
當(dāng)這種'b'蛋白在水稻植物中過表達時,它們能夠更好地緩沖其環(huán)境中的pH變化。這使他們能夠吸收更多的氮,以及更多的鐵和磷。這些水稻植物的稻米產(chǎn)量高得多(產(chǎn)量高達54%),氮肥利用率提高了40%。
米勒博士說:“現(xiàn)在我們知道在水稻中發(fā)現(xiàn)的這種特殊蛋白質(zhì)可以大大提高氮效率和產(chǎn)量,我們可以開始生產(chǎn)新的水稻和其他作物品種。這些發(fā)現(xiàn)使我們向世界的更多產(chǎn)生了更大的一步。對環(huán)境影響較小的食物。“這項新技術(shù)已獲得約翰英納斯中心創(chuàng)新管理公司PBL的專利,并已獲得3家不同公司的許可,可開發(fā)6種不同作物品種的新品種。
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