新華社北京8月23日電(記者葛晨)一項(xiàng)新研究說，通過基因改造可以提高大豆光合作用效率，使大豆在質(zhì)量不變情況下最多可增產(chǎn)33%。
光合作用指植物利用光能，將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物并釋放氧氣的過程。據(jù)介紹，遇到過強(qiáng)光照時(shí)，植物出于自我保護(hù)會激活葉黃素循環(huán)，從而使葉片釋放多余能量，免受強(qiáng)光侵害；當(dāng)光照因遮擋等原因減弱時(shí)，葉黃素循環(huán)這一保護(hù)性機(jī)制就會關(guān)閉，從而使植物葉片可在適當(dāng)光照強(qiáng)度下進(jìn)行光合作用。植物關(guān)閉葉黃素循環(huán)的“切換”過程往往持續(xù)數(shù)分鐘，對農(nóng)作物來說，這浪費(fèi)了本可用于光合作用的時(shí)間。在農(nóng)作物整個(gè)生長周期中，這些零碎的“數(shù)分鐘”合起來占據(jù)不少時(shí)間。
美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納-尚佩恩分校研究人員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)近日在美國《科學(xué)》雜志發(fā)表論文說，大豆中被稱為“VPZ”的結(jié)構(gòu)可以調(diào)控葉黃素循環(huán)，該結(jié)構(gòu)包含3個(gè)編碼與葉黃素循環(huán)有關(guān)蛋白質(zhì)的基因。在田間試驗(yàn)中，研究人員把大豆“VPZ”結(jié)構(gòu)包含的3個(gè)基因過表達(dá)，加速了關(guān)閉葉黃素循環(huán)的“切換”過程，提高了大豆光合作用效率。結(jié)果顯示，大豆產(chǎn)量提高20%以上，產(chǎn)量最高區(qū)域增產(chǎn)33%，并且沒有影響大豆質(zhì)量。
研究人員先前已在煙草試驗(yàn)田內(nèi)做過類似試驗(yàn)，證實(shí)對煙草的基因改造有助于提升光合作用效率，因此把試驗(yàn)對象拓展到大豆。眼下他們已在更多區(qū)域種下這種經(jīng)過基因改造的大豆，預(yù)計(jì)2023年年初可以獲得結(jié)果，以進(jìn)一步驗(yàn)證效果。