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        藍綠藻有望提高糧食作物產(chǎn)量
        
			
        
				2019-03-25 09:28:14
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        澳大利亞國立大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)將藍綠藻中的微小碳捕獲引擎設(shè)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(chǎn)量。
        

        藍綠藻有望提高糧食作物產(chǎn)量
        

        來自澳大利亞國立大學(xué)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(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)量增加60%。”來自澳大利亞國立大學(xué)生物學(xué)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(zhuǎn)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(jīng)屬于科幻小說領(lǐng)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(chǎn)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(dǎo)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(yīng)。”
        

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

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

        “我們?nèi)匀挥泻芏喙ぷ饕?，但在煙草實現(xiàn)這個植物是已經(jīng)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(chǎn)生更高的收益率，”博士龍說過。
        

        澳大利亞國立大學(xué)生物學(xué)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(chǎn)量和環(huán)境恢復(fù)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(chǎn)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(zhuǎn)化光合作用卓越中心。
        

        RIPE主任Stephen Long，伊利諾伊大學(xué)Ikenberry Endowed大學(xué)作物科學(xué)和植物生物學(xué)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?qū)崿F(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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