中国科学家支妙招让“光合作用”不再怕热
2020-04-23 09:41:00 来源:新华网 作者:2020-04-23 来源:新华网 作者:

  随着温室效应加剧,全球气候变暖造成的“高温胁迫”,对世界粮食安全造成严重威胁。

  据介绍,植物细胞中的叶绿体是进行光合作用的场所,高强光条件或高温胁迫,通常会引起叶绿体中的活性氧累积,抑制光合作用过程。其主要原因是造成叶绿体内的光合复合体PSII关键蛋白D1的迅速降解,叶片光合机能下降,进而导致作物减产。

  在中国科学院先导项目等相关项目资助下,中科院分子植物科学卓越创新中心、植物分子遗传国家重点实验室郭房庆研究组利用先进的遗传工程手段,克隆并构建了一个全新的、由高温响应启动子驱动的“融合基因”。经过遗传转化,在拟南芥、烟草和水稻三种植物中,成功创建了一条全新的、细胞核融合基因表达的D1蛋白合成途径。

  “这就相当于建立了植物细胞D1蛋白合成的双途径机制。一个是天然的叶绿体途径,另一个是用基因工程创建的细胞核途径。通过增加植物细胞核源D1合成途径,给植物补充D1,从而提高植物高温抗性和光合效率,提高生物量和产量。”郭房庆说。

  科研团队分别在上海松江和海南三亚陵水育种基地,对水稻遗传工程改良株系的产量进行了多年验证,水稻增产幅度在8.1%—21%之间。

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