全球第一!中研院研发高产量 耐高温的水稻(图)

2019-11-18 22:26 作者: 卢亦新

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中研院研究团队终于研发出全球第一个控制水稻糖浓度的新技术,可以成功的控制基因表现,提高水稻的产量,同时还能够提高耐逆境的能力
中研院研究团队终于研发出全球第一个控制水稻糖浓度的新技术,可以成功的控制基因表现,提高水稻的产量,同时还能够提高耐逆境的能力。(图片来源:Adobe Stock)

【看中国2019年11月19日讯】(看中国记者卢亦新综合报导)气候变迁致使灾害频传,粮食安全受到威胁,专家纷纷忧虑人类的未来。中研院研究团队终于研发出全球第一个控制水稻糖浓度的新技术,此技术可以成功的控制基因表现,提高水稻的产量,同时还能够提高耐逆境的能力。

高产量又耐高温 能抗逆境的水稻

根据《自由时报》与《RTI》报导,中研院士余淑美表示,因为高温状况与水资源的匮乏,导致粮食生产与人口增加的速度不成比例,不久的将来恐怕得面临粮食短缺的严重困境。由于预估全球人口将在2050年逾90亿人,因此粮食得再增加60%才足够因应。水稻是全球50%人口的粮食,所以研究如何让它的产量增加,以及抵抗逆境生长,就是相当重要的课题。

中研院士余淑美及其团队历经6年的研究,终于研发出全球第一个能够同时育成“高产量”、“耐逆境”的水稻品种的新技术。余淑美宣称:“因为过去报导要不就是耐逆境、要不就是提高产量,两个结合在一起是不太容易的,我们现在就可达到这样的技术。”

从实验室显示的数据来看,这种水稻与一般水稻相比,能够提高1.5倍的产量,需要的水分量则可望减少10%到20%,耐热程度甚至可高达摄氏42度,比起习惯生长于摄氏32度到35度左右的一般水稻,新品种的水稻所能适应的生长环境将更为广泛。这一项卓越的研究成果,在10月时发表于《美国国家科学院期刊》加长版中。

α−Amy酵素分解淀粉 控制糖的产生与利用

从学生时代就开始在研究水稻的余淑美表示,谷类种子在发芽的时候,会将储存的大量淀粉分解成糖,以供应幼苗的生长所需。这时需要最主要的α−淀粉水解酵素(α−Amy)来分解植物淀粉,因为它能够控制植物体内糖的产生与利用。这也是全球第一次发现高糖和缺糖能够开启和关闭基因表现的分子机制,以维持糖浓度的平衡。此机制是透过MYBS1和MYBS2这2个蛋白质因子来调控α−Amy酵素的产生,高糖时,MYBS2会进入细胞核,并抑制α−Amy酵素生成;缺糖时,MYBS1会进入细胞核,分解淀粉为糖,接着促进α−Amy酵素产生。

余淑美进一步解释道,植物若是缺糖,MYBS2蛋白质的第53个胺基酸会被磷酸化,致使被送出细胞核,但接着会被一群GF14蛋白质抓住,留在细胞质中,使其无法进入细胞核内来与MYBS1竞争,故能够促成α−Amy酵素的产生。

至于,干旱和高温的逆境则会抑制MYBS2,促进α−Amy酵素的大量表现,并提高水稻的生长速度、谷粒产量以及耐逆境能力。这也就是植物之所以能够在逆境环境和病菌的感染下,大量产生α−Amy酵素的原因。

这一项新技术能够利用较易商品化的基因编辑技术,将MYBS2和α−Amy酵素的表现控制妥当。

只是,当记者问及经过基因编辑的水稻在营养成分与口感上与一般的水稻有何不同?余淑美表示,将来要在田间进一步实验与评估,单以产量来看,已对农民有很大的助益了。


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