中國科學家支妙招讓“光合作用”不再怕熱
2020-04-23 09:41:00 來源:新華網 作者:2020-04-23 來源:新華網 作者:

  隨著溫室效應加劇,全球氣候變暖造成的“高溫脅迫”,對世界糧食安全造成嚴重威脅。

  據介紹,植物細胞中的葉綠體是進行光合作用的場所,高強光條件或高溫脅迫,通常會引起葉綠體中的活性氧累積,抑制光合作用過程。其主要原因是造成葉綠體內的光合復合體PSII關鍵蛋白D1的迅速降解,葉片光合機能下降,進而導致作物減產。

  在中國科學院先導項目等相關項目資助下,中科院分子植物科學卓越創新中心、植物分子遺傳國家重點實驗室郭房慶研究組利用先進的遺傳工程手段,克隆并構建了一個全新的、由高溫響應啟動子驅動的“融合基因”。經過遺傳轉化,在擬南芥、煙草和水稻三種植物中,成功創建了一條全新的、細胞核融合基因表達的D1蛋白合成途徑。

  “這就相當于建立了植物細胞D1蛋白合成的雙途徑機制。一個是天然的葉綠體途徑,另一個是用基因工程創建的細胞核途徑。通過增加植物細胞核源D1合成途徑,給植物補充D1,從而提高植物高溫抗性和光合效率,提高生物量和產量?!惫繎c說。

  科研團隊分別在上海松江和海南三亞陵水育種基地,對水稻遺傳工程改良株系的產量進行了多年驗證,水稻增產幅度在8.1%—21%之間。

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