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      藍綠藻有望提高糧食作物產量
      
			
      
				2019-03-25 09:28:14
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      澳大利亞國立大學的科學家已經將藍綠藻中的微小碳捕獲引擎設計成植物，這一突破有望幫助提高小麥，豇豆和木薯等重要糧食作物的產量。
      

      藍綠藻有望提高糧食作物產量
      

      來自澳大利亞國立大學的首席研究員Ben Long博士表示，這一發(fā)現(xiàn)是改善作物將二氧化碳，水和陽光轉化為能量的方式的一次重大飛躍- 這一過程稱為光合作用，這是作物產量的主要限制因素之一。
      

      博士說：“這是我們第一次將藍細菌(通常稱為藍綠藻)的微小隔室插入到作物植物中，這些作物系統(tǒng)可以使植物生長和產量增加60%。”來自澳大利亞國立大學生物學研究院的Ben Long，其工作由國際實現(xiàn)增加光合效率(RIPE)聯(lián)盟資助。
      

      這些隔室稱為carboxysomes，負責使藍細菌如此有效地將二氧化碳轉化為富含能量的糖。
      

      “到目前為止，將一個carboxysome插入一個植物已經屬于科幻小說領域，我們用了五年多的時間來達到這一點，”Long博士說。
      

      “我們正試圖通過模仿藍藻 - 現(xiàn)代植物葉綠體的祖先 - 植物自己生產食物的綠色隔室 - 數(shù)百萬年前發(fā)現(xiàn)的綠色細菌的解決方案，將渦輪增壓碳捕獲引擎插入植物中。”
      

      Rubisco是一種負責從大氣中固定二氧化碳的酶，它很慢，很難區(qū)分二氧化碳和氧氣，導致浪費能源。
      

      “不像作物，藍藻使用什么叫做‘CO2濃縮機制’，提供大量的氣體進入他們的carboxysomes，他們的Rubisco的封裝，”龍博士說。
      

      “這機制增加，其中CO的速度2可變成糖，并最小化與氧氣反應。”
      

      藍藻中的Rubisco酶可以捕獲二氧化碳并產生糖，比植物中的Rubisco快三倍。
      

      計算機模型已經表明，升級植物光合作用以使用這種機制將導致植物生長和產量的顯著增加。
      

      “我們仍然有很多工作要做，但在煙草實現(xiàn)這個植物是已經表現(xiàn)出我們是絕對必不可少的步驟，我們可以期望看到莊稼與功能的CO2在未來集中機制，產生更高的收益率，”博士龍說過。
      

      澳大利亞國立大學生物學研究院的共同研究員迪恩普萊斯教授說，這一發(fā)現(xiàn)為提高全球作物產量和環(huán)境恢復力提供了一個充滿希望的長期戰(zhàn)略。
      

      “如果我們希望能夠滿足不斷增長的全球人口需求，我們需要每一次創(chuàng)造性的努力來提高作物產量，這些選擇需要時間，所以我們現(xiàn)在需要這樣做，”Price教授說，他是RIPE聯(lián)盟的首席研究員。和澳大利亞研究理事會(ARC)轉化光合作用卓越中心。
      

      RIPE主任Stephen Long，伊利諾伊大學Ikenberry Endowed大學作物科學和植物生物學主席對這一發(fā)現(xiàn)表示歡迎。
      

      “當我們支持這項研究時，從五年前開始，我們知道這是一個非常高的風險，但是由于它可能帶來的巨大回報，它繼續(xù)前進，”他說。
      

      “我們從未期望在這個階段看到作物葉綠體中的羧基體，也許只是碎片。
      

      “因此，通過組裝與藍藻無法區(qū)分的carboxysomes是一項了不起的成就，并使我們在能夠實現(xiàn)完整系統(tǒng)的道路上走得更遠。”
      

      該研究發(fā)表在Nature Communications上。
      
			

			
        
      
			
      
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