内容摘要:从目前来看,全球有将近8亿人口处于营养供应不足的状态, 2016年的厄尔尼诺现象导致很多国家因为气候变化遭受干旱等自然灾害,加剧了粮食危机。2016年 12月 15日,英国牛津大学官网发布消息称,英国科学家在实验室创造出一种合成分子,将会增加农作物20%的淀粉含量。在英国生物技术与生物科学研究委员会资助下,洛桑研究所发现, T6P在麦类作物处理蔗糖过程中发挥了至关重要的作用,而蔗糖又是粮食作物产量增加的重要因素。牛津大学化学研究实验室利用专业技术研究出的合成"前体"分子可以被植物吸收,同时在光合作用下能够得到有效释放。研究显示,合成"前体"分子还可以提高植物经历干旱后的恢复能力,有助于农作物更好地度过极端天气。
从目前来看,全球有将近8亿人口处于营养供应不足的状态,2016年的厄尔尼诺现象导致很多国家因为气候变化遭受干旱等自然灾害,加剧了粮食危机。2016年12月15日,英国牛津大学官网发布消息称,英国科学家在实验室创造出一种合成分子,将会增加农作物20%的淀粉含量。该实验由英国洛桑研究所(Rothamsted Research)与牛津大学共同组织,旨在解决全球范围内日益严峻的粮食安全问题。该研究结果已发表于《自然》杂志。
研究首次使用了一种合成"前体"(precursors)分子,刺激植物产生更多海藻糖-6-磷酸(T6P),从而改变植物利用糖的方式。在英国生物技术与生物科学研究委员会资助下,洛桑研究所发现,T6P在麦类作物处理蔗糖过程中发挥了至关重要的作用,而蔗糖又是粮食作物产量增加的重要因素。在生长过程中,麦类作物获取的T6P越多,产量越容易提高。
牛津大学化学研究实验室利用专业技术研究出的合成"前体"分子可以被植物吸收,同时在光合作用下能够得到有效释放。这种"前体"分子被稀释到溶液中,然后喷洒到植物上,就可以触发T6P,使作物产生更多蔗糖,从而进一步制造淀粉。在实验室这种稳定环境下,该方法可以增加20%的麦类作物产量。研究显示,合成"前体"分子还可以提高植物经历干旱后的恢复能力,有助于农作物更好地度过极端天气。
在实验过程中,研究人员选取不同作物种类,用不同浓度的溶液对开花后的作物进行喷洒,并在作物收获后进行称重,以及对淀粉和蛋白质含量进行分析。耐旱情况检测是在作物长出茎以后进行,先是制造缺水环境,然后再喷洒溶液,复水之后收获植物检测作物恢复情况。
牛津大学化学系教授本·戴维斯(Ben Davis)表示,"这项实验发现的新技术打开了一扇通向未来的大门,可以改变包括小麦在内的多种作物的耕种方式。20世纪的'绿色革命'带来了大量高产、抵抗力强的作物品种,据估计拯救了约10亿人口。而当前在生物学基础上诞生的新化学方法,可以在此基础上更进一步,更好地保障粮食安全。"
因为所有植物中都具备T6P,且能发挥相同的作用,因此该方法有望被应用于不同植物种类,提高作物产量。洛桑研究所高级科学家马修·保罗(Matthew Paul)表示,"我们工作的下一步要在不同环境中对实验过程进行复制,以检测合成'前体'分子发挥作用的效果如何。"
(王俊美/编译)
