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放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-10 10:54  浏览次数:0
摘 要:一组科学家揭示了一种新的、可持续的植物增加二氧化碳(CO2)吸收的方法,同时减少了水分的使用。这项突破是由格拉斯哥大学的一
 一组科学家揭示了一种新的、可持续的植物增加二氧化碳(CO2)吸收的方法,同时减少了水分的使用。
 
这项突破是由格拉斯哥大学的一个植物科学家团队领导的,今天发表在《科学》杂志上。研究人员使用一种新的合成光活化离子通道,由植物和藻类病毒蛋白制成,以加速植物叶片中气孔(气孔)的打开和关闭,二氧化碳(CO2)进入植物中进行光合作用。
 
气孔也是植物失水的主要途径。以前试图通过控制这些孔隙来减少用水量的尝试,通常都是以吸收二氧化碳为代价的。
 
因此,格拉斯哥的工程植物在保持水分利用的同时,表现出了更好的生长。
 
科学家们改良的植物在光照条件下生长正常,在光照条件下基本上更好,固定更多的CO2,同时减少大气中的水分。
 
作物灌溉约占地球淡水使用量的70%,在过去30年中,作物灌溉的使用以不可持续的速度增长。科学家们一直在设法使植物少用水生长。到目前为止,许多研究已经减少了水的消耗,但在减少二氧化碳的吸收和植物的生长方面却付出了潜在的代价。鉴于对农业粮食生产的需求日益增长,这总体上不是一个令人满意的办法。
 
这项新的研究现在提供了一种不同的方法,可以在不影响用水效率的情况下成功地促进增长。
 
研究人员研究了芥菜科植物拟南芥。利用被称为Blink的光激活离子通道,当植物生长在起伏的光照条件下时,植物的气孔反应被加速并更好地同步化,这种条件是典型的自然环境(例如,当云层从头顶经过或被邻近的植物遮挡时)。工程植物在保持水分的同时,提高了生长和生物产量。
 
该大学分子、细胞和系统生物学研究所的合著作者约翰·克里斯蒂教授说:“我们的研究结果证明了提高植物用水效率的可行性,同时在光合作用二氧化碳同化和植物生长方面取得进展。”
 
Mike Blatt教授补充道:“先前提高植物水分利用效率的努力集中在降低气孔密度上,尽管光合作用对二氧化碳的吸收有潜在的影响。其他方法,如我们所使用的方法,可以绕过碳水交换,并可用于提高作物产量,特别是在限水条件下。”
 
主要作者MariaPapanatsiou说:“植物必须优化光合作用和水分流失之间的平衡,以确保植物生长和产量。我们采用一种在神经科学中被广泛应用的方法,称为光遗传学,以更好地装备气孔,这对平衡二氧化碳吸收和水分流失至关重要。
 
“我们使用一种基因工具作为开关,让气孔更好地与光照条件同步,从而在农业环境中经常遇到的光照条件下提高植物的表现。”
 
 
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