科學家在無陽光無水條件下種植植物

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任何業餘園丁都知道植物需要兩樣東西才能生存:陽光和水。但是,稍微調整一些基因,這些基本需求就會減少甚至消失。至少兩組研究人員在今天出版的《科學》雜誌上報道了這一點。

第一組——來自Martek生物科學公司和華盛頓卡內基研究所——透過操縱基因,使一種名為Phaeodactylum tricornutum的微藻擺脫了對陽光的依賴。為此,他們必須為這些單細胞水生植物提供另一種能量來源——他們透過插入一個編碼葡萄糖轉運蛋白的基因來實現。他們發現,用人類葡萄糖轉運蛋白基因改造的藻類在黑暗發酵罐中的生長密度是陽光下生長藻類的15倍。此外,這些微小的植物——被用於許多膳食補充劑——也不太可能被汙染。

第二組識別出一個基因,該基因控制植物王國中相當於豚鼠的擬南芥(Arabidopsis thaliana)的水分保持和細胞分裂。北卡羅來納大學教堂山分校的艾倫·瓊斯和他的同事們突變了一個編碼所謂G蛋白的基因,該蛋白調節許多植物過程。由於由此產生的植物比對照組作物更快地枯萎,他們猜測該基因也影響水分保持。賓夕法尼亞州立大學的莎拉·阿斯曼實驗室發現了原因:缺乏該基因的植物對一種調節葉片氣孔大小的激素——脫落酸——沒有反應。如果植物在乾旱時期不能關閉這些氣孔,它將迅速失水而死亡。


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瓊斯說:“我1957年出生時,地球上有40億人,” “如果我大約在2030年左右自然死亡,將有大約100億人。這在一個人的生命中是一個巨大的增長。如果我們想要養活所有人,我們將找到透過非傳統手段改善和增加食物供應的方法。我們認為這項工作是朝著這個方向邁出的重要一步,因為研究人員應該能夠修改這個基因以使作物更耐寒。”

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