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改良的光合作用老虎機必勝hesis提高作物產量

科學家找到了一種無需增加植物能源消耗就能增加農作物產量的方法。它涉及修改光合作用的過程,以便更有效地完成相同的工作。

在煙草植物的田間試驗中,經過光合作用修飾的植物產生的生物量比未經修飾的植物高約40%。他們的成長也更快。

圖中是Ort教授(左),Cavanagh博士(右)和同事Paul F. South博士的照片,這些照片採集了田間試驗的樣品,以評估經過光呼吸作用的煙草植物與未經過修飾的植物相比效果如何。圖片來源:克萊爾·本傑姆(Claire Benjam)吃角子老虎機在RIPE

美國伊利諾伊大學厄巴納分校的研究小組選擇了煙草,因為它是這類植物研究的理想模型。

研究人員說,與許多糧食作物不同,煙草很容易轉化和測試。它還會產生大量種子,並且生命週期短。

但是,在重要的地方,例如在光合作用的研究中,煙草是相似的老虎機破解對糧食作物的作用是產生“堅固”的葉冠層。

該研究最近發表在一篇關於該研究的科學論文上 科學.

該大學的植物科學和作物科學教授唐納德·R·奧爾特說:“我們最多可以再養活2億人口,而美國中西部每年因光呼吸而損失的卡路里。”

提高光合作用的效率

該研究是名為“實現光合作用效率提高”(RIPE)的項目的一部分。該項目的吃角子老虎app 目的是通過設計主食作物來提高全球可持續糧食生產率,這些農作物可以更有效地利用陽光來增加產量。

該項目的下一階段將把煙草研究結果應用於茄子(茄子),番茄,大米,馬鈴薯,黑眼豌豆(牛w)和大豆等食用植物。

光合作用是植物中的化學過程,可將陽光,水和二氧化碳轉化為促進其生長的糖分。該過程將氧氣作為副產品釋放到空氣中。

化學之所以起作用,是因為一種叫做核糖雙磷酸羧化酶/加氧酶(rubisco)的酶,它是“地球上最豐富的單一酶”。該酶將二氧化碳拉入光合作用反應。

有毒產品

但是,由於氧氣和二氧化碳分子具有相似的形狀和化學性質,因此rubisco有時會將氧氣拉入反應中。這會產生有毒的氧化產物,例如乙醇酸。

植物通過光呼吸除去有毒產品。這是一個circuit回的,昂貴的過程,在許多糧食作物中使光合作用的效率降低了20%到50%。

RIPE研究人員將此視為工程問題。是否有辦法用更少的能量獲得相同的結果(去除毒素)?

奧爾特教授認為,即使僅回收光呼吸所損失的一部分卡路里,也可能在全球範圍內產生巨大的變化。

他解釋說,“要滿足21世紀迅速增長的糧食需求,澳門老虎機人口增長和更富裕的高熱量飲食所驅動。”

合成生物學方法

他和他的團隊採用“合成生物學”方法,為三種替代的光呼吸途徑或捷徑設計了幾種遺傳構型。

他們對1700座工廠的配置進行了“壓力測試”。這降低了表現最好的人拉霸機程式 每個路徑三到五個。

經過進一步分析後,他們在現場試驗中測試了這三種途徑,然後復制它們以確認結果。這花了兩年時間。

證實的結果表明,具有光呼吸捷徑的植物比未修飾的植物生長更快,更高並且生物量增加約40%。

該團隊預計,至少需要10年的時間才能將該技術轉化為糧食作物,然後再通過監管部門的批准。

熱量降低光合作用效率

該研究的合著者和博士後研究員阿曼達·卡瓦納(Amanda P.Cavanagh)解釋說,該項目與全球變暖特別相關。

“ Rubisco在變熱時從氧氣中吸收二氧化碳的困難更大,從而引起更多的光呼吸。”

該項目的發起者是美國食品和農業研究基金會,比爾和梅琳達·蓋茨基金會,以及英國政府的國際發展部。

目的是使小農戶和小農戶,尤其是撒哈拉以南非洲和東南亞的小農戶和小農戶,可以免稅地獲得RIPE的所有成就。

卡瓦納博士說:“我們的目標是建立更好的植物,以吸收當今和未來的熱量,幫助農民裝備養活世界所需的技術。”