光合作用的過程構成了生命的重要基?

光合作用的過程構成了生命的重要基礎：通過這個系統(tǒng)，植物可以產(chǎn)生生物量——從而產(chǎn)生人類的食物。然而，這一過程并不總是最佳的，從而導致顯著的產(chǎn)量損失。然而，研究人員現(xiàn)在可能已經(jīng)找到了解決這個問題的基因解決方案。

人口的增加和消費者行為的改變將在未來幾十年內大大增加對食物的需求。但是如何滿足這種需求呢？為了找到答案，科學家們越來越多地將注意力轉向基因工程解決方案，以使重要的糧食作物更加靈活和高產(chǎn)。由伊利諾伊大學厄巴納分校的保羅南領導的團隊現(xiàn)在已經(jīng)開始了一個關鍵過程：光合作用。在這個高度復雜的過程中，植物利用太陽能將水和二氧化碳轉化為可用的生物質。但并不總是一切都最好。

有問題的能量損失

負責RuBisCO二氧化碳固定的蛋白質在20%的情況下犯了一個錯誤——它吸收的是氧氣而不是二氧化碳。因此，必須大力處理植物產(chǎn)生的有毒代謝物。這發(fā)生在所謂的光呼吸過程中。問題是：“光呼吸會消耗植物寶貴的能量和資源，否則可能進入光合作用，”南解釋說。結果，它失去了增長，最終獲得了收益。但是如果這種損失可以減少呢？

這正是南和他的同事們試圖做的：通常，光呼吸的復雜過程包括發(fā)生在植物細胞中三個不同車廂的一些步驟——沒有一個被認為是最浪費的代謝過程。利用基因工程的方法，研究人員現(xiàn)在已經(jīng)改造了植物，使它們的過程不同，最重要的是，它們更短，更有效。首先，他們測試了哪種基因組修飾最成功，然后在煙草植物模型實驗中納入了最成功的候選植物——一種已經(jīng)在谷物研究中得到驗證的模型植物。

生物量增加了40%

結果表明，與未修飾的植物相比，優(yōu)化光呼吸的轉基因植物在溫室和田間發(fā)育更快。具體來說，他們增長更快，總產(chǎn)量增加了40%左右。科學家報告說，從氣候變化的角度來看，這一成功尤為重要。因為溫度越高，許多植物光合作用的誤差就越大，它們必須做的光呼吸就越多。該組織目前正在研究轉移大豆和水稻等糧食作物的有希望的結果?！拔覀兊哪繕耸莿?chuàng)建更好的工廠，并提供他們所需的工具，讓世界養(yǎng)活農(nóng)民，”共同總結作者阿曼達卡瓦納說。光合作用的過程構成了生命的重要基礎：通過這個系統(tǒng)，植物可以產(chǎn)生生物量——從而產(chǎn)生人類的食物。然而，這一過程并不總是最佳的，從而導致顯著的產(chǎn)量損失。然而，研究人員現(xiàn)在可能已經(jīng)找到了解決這個問題的基因解決方案。

人口的增加和消費者行為的改變將在未來幾十年內大大增加對食物的需求。但是如何滿足這種需求呢？為了找到答案，科學家們越來越多地將注意力轉向基因工程解決方案，以使重要的糧食作物更加靈活和高產(chǎn)。由伊利諾伊大學厄巴納分校的保羅南領導的團隊現(xiàn)在已經(jīng)開始了一個關鍵過程：光合作用。在這個高度復雜的過程中，植物利用太陽能將水和二氧化碳轉化為可用的生物質。但并不總是一切都最好。

有問題的能量損失

負責RuBisCO二氧化碳固定的蛋白質在20%的情況下犯了一個錯誤——它吸收的是氧氣而不是二氧化碳。因此，必須大力處理植物產(chǎn)生的有毒代謝物。這發(fā)生在所謂的光呼吸過程中。問題是：“光呼吸會消耗植物寶貴的能量和資源，否則可能進入光合作用，”南解釋說。結果，它失去了增長，最終獲得了收益。但是如果這種損失可以減少呢？

這正是南和他的同事們試圖做的：通常，光呼吸的復雜過程包括發(fā)生在植物細胞中三個不同車廂的一些步驟——沒有一個被認為是最浪費的代謝過程。利用基因工程的方法，研究人員現(xiàn)在已經(jīng)改造了植物，使它們的過程不同，最重要的是，它們更短，更有效。首先，他們測試了哪種基因組修飾最成功，然后在煙草植物模型實驗中納入了最成功的候選植物——一種已經(jīng)在谷物研究中得到驗證的模型植物。

生物量增加了40%

結果表明，與未修飾的植物相比，優(yōu)化光呼吸的轉基因植物在溫室和田間發(fā)育更快。具體來說，他們增長更快，總產(chǎn)量增加了40%左右。科學家報告說，從氣候變化的角度來看，這一成功尤為重要。因為溫度越高，許多植物光合作用的誤差就越大，它們必須做的光呼吸就越多。該組織目前正在研究轉移大豆和水稻等糧食作物的有希望的結果。“我們的目標是創(chuàng)建更好的工廠，并提供他們所需的工具，讓世界養(yǎng)活農(nóng)民，”共同總結作者阿曼達卡瓦納說。

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