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增产最多40%!超级农作物要来了!

发布时间:Sep 08, 2020微缩略语 阅读 2037 次新友常德棋牌
新友常德棋牌2018年,全世界的人口达到了76亿。照这一趋势,在本世纪中期,全球人口总数将超过100亿。如果这一趋势成为现实,那么,一个很现实的问题就摆在了面前:谁来填饱我们的肚

新友常德棋牌2018年,全世界的人口达到了76亿。照这一趋势,在本世纪中期,全球人口总数将超过100亿。如果这一趋势成为现实,那么,一个很现实的问题就摆在了面前:谁来填饱我们的肚子?

2018年,全世界的人口达到了76亿。照这一趋势,在本世纪中期,全球人口总数将超过100亿。如果这一趋势成为现实,那么,一个很现实的问题就摆在了面前:谁来填饱我们的肚子?

▲100亿人口的肚子,怎么才能填饱?(图片

饥饿距离城市居民来说,是一个非常陌生的词汇。但在科学家眼中,饥饿却可以预见。据估计,为了养活这100亿人口,到本世纪中叶,全世界的农业水平要比2005年提高60%-120%。

新友常德棋牌一个字:难。

但奇迹并非难以达成。在1960年到2005年的这45年里,全球作物产量从每公顷1.84吨,增加到了3.96吨,增幅达135%。背后的原因,在于杀虫剂和化肥的使用,高产量品种的培育,以及灌溉等技术的提升。

未来的农业,同样需要来自这些领域的突破。今天,发表在顶尖学术期刊《科学》上的一项研究,就带来了一个好消息。通过对植物进行生化通路的改造,生物学家们找到了一种带来超级农作物的方法。利用该方法,一部分实验植物增重超过了40%!

我们知道,植物是一种神奇的生物。从一颗种子,长成一棵参天大树,它的重量不知增加了几千几万倍。这些质量不是来自土壤,而是来自空气中的二氧化碳。

在植物中,存在一种叫做RuBisCO的酶。在光合作用时,这种酶能够把空气中的二氧化碳变成糖分,成为植物体内的有机组成部分。然而,这种酶却并非完美——它不但能识别二氧化碳,还能结合氧气。而它与氧气的结合,则会生成一种有毒的代谢产物。

▲光呼吸会造成能量的浪费(图片

为了不让自己中毒,植物不得不采用一种叫做光呼吸(photorespiration)的生化通路,进行排毒。但这毕竟需要消耗能量,而且消耗得还不少!此外,光合作用辛辛苦苦积累下来的生物质(biomass),也会损耗25%。据估计,对于大部分农作物而言,光呼吸所消耗的能量,对作物产量造成了20%-50%的损耗。

仅仅在美国中西部,每年因为光呼吸而损失的卡路里,就能喂饱2亿人口。本研究的负责人Donald Ort教授说道。

▲本研究的负责人Donald Ort教授(图片

如果能杜绝这种浪费,不就有望增加植物的产量了吗?这正是研究人员们所着力的方向。我们知道,光呼吸是一条复杂的生化通路,涉及9个酶催化的步骤,反应还会发生在叶绿体、过氧化物酶体、以及线粒体等多个不同的部位。这种复杂的情况,要是能得到精简就好了。