Essex大学科学家团队解决光合作用两个阻塞点-即工厂将二氧化碳置入甘蔗加肥过程-提高27%的作物生产率ChidiAfamile(左侧)持有非修改控制厂,KennyBrown(中心)持有经修改解决一个瓶颈的工厂,PatriciaLopez-Calcagno(右侧)持有经修改解决两个瓶颈的工厂信用项目/Claire Benjamin
工厂生产光生和二氧化碳-光合作用受原材料和机器缺失阻塞优化生产 科学家从Essex大学解决两大光合瓶颈 提高植物生产率27%实战条件实现提高相片合成效率光合黑客显示保护水
Patricia Lopez-Calcagno说,“像工厂线一样,工厂速度快于最慢机速”,Essex博士后研究者Patricia Lopez-Calcagno说,他为RIPE项目领导这项工作发现一些慢脚步 并让这些植物造出更多机器 加速光合作用慢脚步
RIPE项目是伊利诺伊大学牵头的一项国际努力,通过改善光合作用开发更多生产作物-自然光电过程-所有植物用它把二氧化碳固定入糖中以刺激生长、开发并最终产生RIPE得到美国Bill & Melinda Gates基金会支持粮农研究基金会和英国政府国际开发部
工厂生产率下降时供应量、交通通道和可靠机器有限研究者对170步过程中的每一步都建模以确定工厂如何提高制糖效率
研究团队通过解决两个约束提高27%作物生长:第一部分为光合作用植物变光化能,第二部分固化甘蔗
内有两片系统 阳光捕捉并转换成化学能 可用于光合作用中的其他过程运输蛋白调电子进相片系统为过程提供动力Plastocyanin高近似光子系统接收者蛋白
团队解决第一个瓶颈问题,帮助platocyan分享加细胞色素C6-效率更高的运输蛋白,在藻类中作用相似Plastocyanin需要铜和Cytochrome需要铁功能视这些养分的可用性而定,藻类可选择这两种迁移蛋白
同时,团队改进了Calvin-Benson循环中光合式瓶颈-二氧化碳固入甘蔗-通过批量使用称为SBPase的密钥酶-从另一个工厂借用增量手机机树类和青阳
团队还提高作物水使用效率或生物量与植物损耗水之比
Essex生命科学学院教授Christine Raines表示 : “ 在田间实验中,我们发现这些植物使用较少水产生更多生物量。”机制尚不清晰, 但我们继续探索, 帮助理解原因和方式
2016年伊利诺伊大学能源农场现场试验嘉奖:Brian Stauffer/Isli
这两大改善加在一起显示温室的作物生产率提高52%更重要的是,这项研究显示田间实验作物生长增加27%,这是检验任何作物改良的真正测试-证明这些光合黑客能提高实生生长条件的作物产量
俄罗斯比利时赔率ikenberryEnowed大学Carl R教程教席Stephen Long表示:「这项研究为可能合并三种确认独立方法实现作物生产率提高20%提供令人振奋的契机”。俄罗斯比利时赔率伊利诺伊州Woese基因生物学院建模显示 堆叠这一突破 前两个发现RIPE项目
RIPE首次发现发布于科学类帮助植物适应光条件变化以增产高达20%项目第二次突破并发布科学类创建快捷方式处理光合作用故障 提高生产率20-40%
第二,团队计划翻译从烟草中发现的这些发现-本研究使用模型作物作为基因改良测试台,因为对木薯、牛pea、玉米、大豆和米等本世纪养活我们增生人口所需的主食作物很容易工程、生长和测试RIPE项目及其赞助者致力于确保全局存取项目技术并让最需要技术的农民获取技术
Patricia E所引用的“模拟光合过程提高生产率和水使用效率”。López-CalcagnoBrown,AndrewJ辛金斯图亚特JFisk,SilvereVialet-Chabrand,TracyLawson和ChristineA雨,2020年8月10日自然植物.
DOI:10.1038/s41477-020-0740-1
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