美国科学家改善植物光合作用效率 使产量提高多达40%

据ETtoday：全球人口数持续增长，估计至2050年，世界人口将逼近100亿，而如何喂饱如此大量的人口，也成为人类眼前最急迫的难题。美国一名科学家透过基因改造方法，改善植物光化合作用效率，进而使产量提高多达40%，有望于未来帮助解决粮食短缺问题。

美国伊利诺大学与美国农业研究局在去年底在《科学》期刊上刊登实验结果，显示经基因改造后的烟草，产量比普通烟草增加四成；研究团队今年将会把这项技术运用在马铃薯上，实验将耗时两年，将会在真实环境中进行。

伊利诺大学植物科学教授奥尔特（Donald Ort）表示，植物行光合作用时，会产生一种名为「RuBisCO」的酶，能将空气中的二氧化碳转变为碳水化合物以供生长；不过，RuBisCO有时无法识别二氧化碳，反而与氧气相结合，反而会产生毒性代谢物。植物为了「排毒」，就会进行「光呼吸」（photorespiration）作用，但也会为此消耗大量能量，使植物产量下降。

美国农业研究局分子生物学家索斯（Paul South）解释，光呼吸作用相当耗能，消耗了许多原本可用来成长和促进产量的宝贵能量。据估计，包括黄豆、稻米、蔬果等作物，减产可高达36%；普通农田在中午光合作用高峰时，就得花掉50%的能量用于「排毒」。

奥尔特表示，光是在美国中西部的农场，农作物每年因为光呼吸作用而损失的卡路里，就足以喂饱2亿人口。奥尔特表和其团队利用基因改造方式，在1200株烟草中加入海藻基因，替烟草制造出3种不同的光呼吸作用捷径，结果发现3种方式均有效果，其中一项减少的能量损失更高达4成。

研究团队对此相当振奋，未来将会在人类主要粮食作物，例如小麦和大豆上进行实验，期望能够帮助增加粮食产量。不过，基因改造仍有其争议待克服，这项技术要通过认可并应用在粮食生产上，估计还要至少10年时间。

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