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他们发现了让作物产量提高50%的秘密

 Mylong1 2022-11-14

最近,一个由北京大学、贵州大学和美国芝加哥大学三所高校组成的研究小组宣布,他们发现了一种方法可以让植物大幅增产,同时还能提高作物抗旱能力的方法。到底是什么方法这么厉害,研究小组又是如何发现这个“秘密”的呢?接下来小转就带大家来一探究竟。

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图片来源:USDA/Flickr

“有想法”的RNA

RNA作为遗传信息载体,在生物体内的作用主要是读取DNA模型,然后执行促进蛋白质合成的任务。该中美高校联合小组发现,RNA并不是简单地读取DNA模型,然后盲目地执行。它们“很有自己的想法”,RNA会调节DNA蓝图,“有意识”的决定哪些部分得到表达,它们还会“有的放矢”的通过放置化学标记来决定蛋白质的组成和数量。

专治RNA“小心思”的FTO

基于这项重大发现,研究团队马上开始研究如何将其应用在作物生物学领域。他们发现了一种名为FTO的蛋白质,可以消除RNA留下的化学标记。研究人员试着把FTO蛋白的基因插入水稻和马铃薯植株的基因组中,“奇迹”出现了,在实验室条件下,这些水稻的产量是原来的三倍;在田间试验中,植株的质量提高了50%,产量也提高了50%,同时它们的根系更长、光合作用效率更高,而且更耐旱。

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图片来源:news.

左边是RNA未经修饰的水稻植株。右边是一株RNA经过修饰的水稻,可以看到植株明显生长得更壮硕,研究显示其产量更高。

给作物开绿灯

那么这个过程到底是什么原理呢?简单来说, 你想象一条有很多红绿灯的道路:如果挡住红灯,只留下绿灯,可通行的汽车数量和速度就会增加。而科学家将FTO的基因转入到植物基因组中的做法,就类似于挡住红灯,即消除了那些抑制植物放慢生长速度和减少生长的“基因”信号;那么植株就以更快的速度生长。

这项研究的领导者之一,来自芝加哥大学的何川(音)教授还表示:“更重要的是,它几乎适用于我们迄今为止尝试过的所有类型的植物,这是一个非常简单的修改。”

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图片来源:news.

可能是人类发展的好帮手

科学界对这一突破性发现的潜力寄予极大的期望,他们表示,一旦能够完全了解和掌握这种机制,就可以在植物发育的早期“扳动开关”,调控作物的生长。现有的实地研究表明,这项技术可以在不同领域、大规模应用。

曾因在减轻全球贫困方面做出过卓越贡献而获得诺贝尔奖的Michael Kremer教授说:“这是一项非常令人兴奋的技术,有可能帮助解决全球范围内的贫困和粮食不安全问题——也有可能有助于应对气候变化。”

Reference:

1.RNA breakthrough creates crops that can grow 50% more potatoes, rice

https://news./story/rna-breakthrough-crops-grow-50-percent-more-potatoes-rice-climate-change

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