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讓一公升水種出更多農作物的新發現

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科技產業資訊室 - 王宣智 發表於 2019年4月11日

圖、讓一公升水種出更多農作物的新發現
 
英國格拉斯哥大學在Science期刊上發表改良植物光合作用效率的研究成果,透過光遺傳學的方法,研究人員合成出一種由光驅動且可控制植物氣孔切換的離子通道,讓植物的水分散失。
 
農作用灌溉約佔地球淡水使用量的百分之七十。在過去的數十年中,因為人類對農業食品需求不斷的增長,導致農作用灌溉用水的消耗量持續的增加,且採用非永續的方法增加水的使用量。氣孔,植物主失去水分的途徑,控制氣孔即可以減少水分的消耗。過去的科學研究,主要通過減少氣孔密度達到植物水分利用率提高,但是氣孔也是植物攝入二氧化碳的主要管道,減少氣孔密度將會降低光合作用的效率,進而抑制了植物的生長。
 
研究人員使用了在神經科學中廣為人知的光遺傳學方法,讓光照著改變氣孔開啟或關閉,減少非光合作用時的水分消耗。研究人員運用取自植物和藻類蛋白病毒,讓植物的氣孔形成一種合成光活化的離子通道,讓光可以控制氣孔的開啟或關閉。實驗的對象為擬南芥屬阿拉伯草,在其氣孔增加光驅動的離子通道,稱之為「BLINK」,讓氣孔依據光的變化開啟或關閉。
 
實驗結果顯示,氣孔具有光驅動離子通道的阿拉伯草,消耗更少的水,且生長的更好、葉片更大。此研究成果提供了一種用水量不變、提高作用耕種面積的新方向,讓同樣的水資源可以培育出更多的殼物或農產品,以滿足人類對於糧食持續增加的需求。(540字;圖1)


參考資料:
New, more efficient way to reduce water use and improve plant growth. Phys.org,2019/3/29
Optogenetic manipulation of stomatal kinetics improves carbon assimilation, water use, and growth. Science,2019/3/29


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