财讯中国

新型转基因玉米产量提高10% 或将还能提高其他谷物产量

来源:中国科学报 2019-11-07 13:36:21
增强一种基因能够增加玉米的收成。图片来源:OTICKI/SHUTTERSTOCK.COM

增强一种基因能够增加玉米的收成。

长期以来,基因工程的支持者们一直坚信,它将有助于满足全球日益增长的粮食需求。然而,尽管已经培育出许多抗虫害和抗除草剂的转基因作物,科学家在促进农作物产量方面却一直难有作为。如今,研究人员首次证明,通过改变一种促进植物生长的基因,他们终于可以放心地将玉米产量提高10%,而不用管生长条件是好是坏。

“这太不可思议了。”并未参与该项研究的美国艾姆斯市爱荷华州立大学分子生物学家Kan Wang说。她表示,除了提高玉米产量外,新的转基因技术还将激励研究人员努力提高其他农作物的产量。

全世界种植最广泛的转基因作物(包括大豆、玉米和棉花)都是通过一些相对简单的基因改良创造出来的。例如,通过将细菌的一个基因添加到特定的农作物品种中,科学家赋予了它们合成一种可以杀死多种昆虫的蛋白质的能力。另一种简单的基因操作结果可以使农作物抵抗草甘膦或其他除草剂,这样做的一个好处是让农民可以在不侵蚀土壤的前提下除掉杂草。还有一种操作可以在干旱时保护农作物。但是,由于植物的生长过程涉及许多复杂的遗传因素,因此想要培育出在良好条件下产出更多粮食的农作物,难度很大。

从2000年开始,世界各地的转基因公司开始认真筛选能够提高农作物产量的单个基因。然而只有少数经过鉴定的基因显示出了希望,并且由于成功率低,许多公司已经减少或停止筛选与农作物产量有关的基因。

但是Corteva农业科学公司(一家位于特拉华州威明顿的化学和种子公司)的研究人员决定研究那些像总开关一样影响农作物生长和产量的基因。

研究人员选择了在许多植物中常见的一类名为MADS-box的基因,然后在其中选择了一种基因(zmm28)来改变玉米植株。研究调节发育的基因的挑战在于确保它们在正确的时间和正确的组织类型中开启正确的数量。参与领导这项研究的Corteva农业科学公司的植物生理学家Jeff Habben说,如果基因过于活跃,“很容易把植物搞得一团糟”。

研究小组的目标是使zmm28与一个新的启动子融合,后者是一段控制基因激活时间的脱氧核糖核酸。在尝试了十几次之后,他们找到了一种可靠的方法。

通常,当玉米开始开花时,zmm28就会启动。而增加的启动子能够比自然发生更早地启动zmm28,并且在开花后继续促进基因的有益作用。

“如果你让基因工作得更努力、更长久,就能让植物表现得更好。”Wang说。

研究人员在48种商用玉米中测试了增强基因的表现,这些玉米被称为杂交玉米,通常用于饲养牲畜。在2014年至2017年的美国玉米种植区田间试验中,研究人员发现,转基因杂交作物的产量通常比对照组作物多3%~5%。

研究小组本周在美国《国家科学院院刊》上发表报告称,有些玉米的产量增加了8%~10%。同时不管生长条件是好是坏,这种好处都是存在的。

“这是转基因作物在田间环境中对产量发挥实际作用的最好例子之一。”英国哈彭登市洛桑研究所农作物科学家Matthew Paul说。

导致玉米增产的原因有几个。首先,经过基因改造的植物的叶子要稍大一些,从而使植物将阳光转化为糖分的能力提高了8%~9%。

“这种增长确实是一件大事。”Corteva农业科学公司植物生理学家Jingrui Wu说,因为通过基因工程很难改善光合作用。

其次这些植物在利用氮的效率方面也提高了16%~18%。氮是一种重要的土壤营养物质,复杂的遗传因素使其成为植物育种家难以控制的另一种特性。

比利时佛兰德斯VIB研究所分子生物学家Dirk Inze说:“从商业角度来说,这看起来很有希望。”Corteva农业科学公司已经向美国农业部(USDA)申请批准新的高产杂交品种。(虽然zmm28及其启动子在玉米中自然存在,但它们是使用被USDA监管的一种生物技术配对的)

Habben估计,这项新技术大概需要6到10年的时间才能获得世界各国的正式批准。Inze说,相关的调控基因很有可能提高其他谷物的产量。

玉米的大规模田间示范“强化了我们的信念,即如果我们处理得当,内在产量是可以提高的”。Wang说,“这确实会给人们带来灵感。”

关键词: 新型转基因玉米 产量

相关新闻

曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-17 16:55:02
对标小米12系列!Redmi K50宇宙高端版曝光 规格拉满
2022-01-17 16:20:33
魅蓝10公布,魅族新机快充或将超过50W
2022-01-17 16:20:23
【手慢无】罗技鼠标垫9.9元到手:超大
2022-01-17 16:20:14
iPad Air 5即将发布:配置大涨 价格不涨
2022-01-17 16:19:39
中国人均每天用手机3.3小时 仅排名全球17位
2022-01-17 16:18:24
3400元!120W快充旗舰小米11T Pro价格曝光
2022-01-17 16:18:08
97%好评!战神PC版Steam人数破纪录
2022-01-17 16:17:07
性能逆天!微星RTX 3090 Ti SUPRIM X规格曝光 需1000W电源
2022-01-17 16:16:14
仅899元 乐视K12“顶侧双吸“油烟机来了
2022-01-17 16:15:38
Redmi K50搭载IMX766传感器 首款机型下月发布
2022-01-17 16:14:45
Surface Pro 8商用版开售 8088元3年保修
2022-01-17 16:14:11
以mi logo为创意原点 小米移动换新Logo
2022-01-17 16:13:54
数量有限 珍贵难得 三星Galaxy Z Flip3 5G奥运纪念版首销来袭
2022-01-17 16:13:37
【手慢无】飞利浦鼠标6.9元 优惠券人人有
2022-01-17 16:12:54
曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-17 16:12:01
走安顺进定西 海信冰箱再现教育扶贫“山海情”
2022-01-17 13:48:41
最强性能二合一轻薄本ROG幻X 1月24日即将开启预约
2022-01-17 13:48:30
小米竖向折叠屏 价格有惊喜主打女性市场
2022-01-17 13:48:19
QQ飞车手游S联赛总决赛 真我GT2系列成2022官方指定用机
2022-01-17 13:48:08
免费获得小米有品会员!小米有品有鱼App3月停运给用户送福利
2022-01-17 13:47:57
曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-17 13:46:06
【手慢无】240GB固态秒杀促销 仅售168元
2022-01-17 12:12:24
AMD新款Radeon Pro专业卡:终于用上6nm
2022-01-17 12:12:16
《永劫无间》再曝新英雄 顾清寒傲立雪中
2022-01-17 12:12:07
三星新品发布会2月9日召开 S22系列即将登场
2022-01-17 12:12:00
12月显卡出货量下降19%,还是涨价的锅
2022-01-17 12:11:52
Intel i5-12400性能暴涨30%!还是超频管用
2022-01-17 12:11:44
黑鲨和玩家同在!新机沿用SSD存储?
2022-01-17 12:11:36
是买不起的样子:3090ti起步2万3
2022-01-17 12:11:27
无线充电加持!曝iPad Pro 6升级M2处理器
2022-01-17 12:11:19
宁德时代:不差钱还融资是为了增产
2022-01-17 12:11:11
好评94%!7万在线!《战神》PC版疯了
2022-01-17 12:11:00
【必买】支持MagSafe磁吸功能 魅族PANDAER“黑化独角兽”手机壳支持iPhone 13系列
2022-01-17 12:10:53
腾讯游戏:寒假打游戏的时间最多14个小时
2022-01-17 12:10:43
1小时游玩假?腾讯春节防沉迷日历发布
2022-01-17 12:10:34
2月9日亮相 Galaxy S22全新配色将来袭
2022-01-17 12:10:23
京东2022年将招聘超2万高校毕业生
2022-01-17 12:10:15
美国拍卖5G频谱 运营商投入超300亿美元
2022-01-17 12:10:06
8088元起 微软Surface Pro 8 商用版正式开售
2022-01-17 12:09:58
起售或是250欧元 Redmi Note 11将在欧洲发布
2022-01-17 12:09:50
曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-17 12:08:06
好料好味道,有礼有年味——京味客祝您虎年福礼满满
好料好味道,有礼有年味——京味客祝您虎年福礼满满
2022-01-17 10:59:35
iPad Pro 6曝光:配置拉满 3月发布 7000起
2022-01-17 10:58:23
非公RTX 3090 Ti显卡海外竟上架:最贵2.9万 翻了一倍
2022-01-17 10:58:14
三星2月9日发布S22系列:真机在官网曝光
2022-01-17 10:58:03
三星S21手机限时立减1450 现3549 今晚截止
2022-01-17 10:56:24
2022年第五届CRO全球责任峰会成功举办
2022年第五届CRO全球责任峰会成功举办
2022-01-17 10:55:22
三星全年卖3亿台手机:卖最多的不是S21
2022-01-17 10:55:01
售价过万!曝三星Galaxy S22 Ultra有1TB版
2022-01-17 10:54:49
2022年PS5必买游戏榜单:照着买没错
2022-01-17 10:54:40
【手慢无】新装机神器 i5-12400F处理器1499元热销
2022-01-17 10:54:30
英特尔13代酷睿或将增大缓存容量 L2 + L3达到68 MB
2022-01-17 10:54:20
功耗爆表 i5-12400超频至 5.2 GHz
2022-01-17 10:54:07
配有手写笔 moto G Stylus手机视频曝光:屏幕开孔位于中央
2022-01-17 10:53:50
小米MIX FOLD2真机上手图曝光 内屏无挖孔
2022-01-17 10:53:38
通话变吵闹?iPhone13移除电话降噪功能
2022-01-17 10:53:25
曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-17 10:49:36
周秉钧韩银山一行参观广东东江纵队纪念馆
周秉钧韩银山一行参观广东东江纵队纪念馆
2022-01-17 09:21:35
小米新机海外发售:竟然比小米12 Pro强
2022-01-17 09:09:34
曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-17 09:08:04
iPad Pro 6曝光:升级M2处理器并支持120HZ高刷新率
iPad Pro 6曝光:升级M2处理器并支持120HZ高刷新率
2022-01-17 08:41:04
苹果新旗舰AR设备曝光:可支持8K分辨率,售价超万元
苹果新旗舰AR设备曝光:可支持8K分辨率,售价超万元
2022-01-17 08:38:24
三星S22 Ultra曝光:12GB+512GB版本售价超万元
三星S22 Ultra曝光:12GB+512GB版本售价超万元
2022-01-17 08:33:04
成本上升!曝AMD EPYC处理器涨价10%~30%!
成本上升!曝AMD EPYC处理器涨价10%~30%!
2022-01-17 08:31:18
中国区12月显卡出货量出炉:七彩虹近20万出货量稳坐第一
中国区12月显卡出货量出炉:七彩虹近20万出货量稳坐第一
2022-01-17 08:28:59
Intel i5-12400全核超频5.2GHz:最大加速功耗117W
Intel i5-12400全核超频5.2GHz:最大加速功耗117W
2022-01-17 08:27:51
微信iOS版更新加入语音暂停功能:长语音消息可暂停并继续播放
微信iOS版更新加入语音暂停功能:长语音消息可暂停并继续播放
2022-01-17 08:26:14
低级错误!火狐浏览器无法上网原因竟是程序员大小写搞错了
低级错误!火狐浏览器无法上网原因竟是程序员大小写搞错了
2022-01-17 08:24:11
藏起来我就用不了了?教你如何在Win11上找出隐藏IE浏览器
藏起来我就用不了了?教你如何在Win11上找出隐藏IE浏览器
2022-01-17 08:22:23
一键切换不用愁!Win11必备小工具让体验更顺手
一键切换不用愁!Win11必备小工具让体验更顺手
2022-01-17 08:18:40
想让Win11运行Win10开始菜单 下载这个小程序 1秒解决
2022-01-17 07:42:21
曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-17 07:40:45
专业卡也用上6nm?AMD新款Radeon Pro专业卡曝光
2022-01-17 06:11:37
PC画质居然更优秀?《战神4》三平台对比
2022-01-17 06:11:29
显卡盲盒!800块有机会抽到RTX3090
2022-01-17 06:11:22
Intel 13代酷睿缓存或将提升至68MB
2022-01-17 06:11:14
三星Galaxy S22发布会将在2月9日23:00开启
2022-01-17 06:11:07
Powerbeats用户集体起诉苹果
2022-01-17 06:10:59
史上最烂《战地》续作!外挂都不想为其更新
2022-01-17 06:10:52
44万人强力围观 小米之家山西分舵开了个话题直接上热搜
2022-01-17 06:10:44
Win11测试出现乱码!中文阅读受到影响
2022-01-17 06:10:34
雷蛇灵刃14发布:标配锐龙9 6900HX 顶配3080Ti 售价1.3万
2022-01-17 06:10:25
美国玩家也氪金!《原神》2021年在美国狂赚近25亿人民币
2022-01-17 06:10:17
小米平板5系列全量更新MIUI13 不会更新的看这里
2022-01-17 06:10:09
苹果首次允许App内第三方支付
2022-01-17 06:10:00
十年了!Windows11新音量调节指示器
2022-01-17 06:09:52
买得起Kindle看不起书 到底谁在为电子水墨屏买单?
2022-01-17 06:09:44
摩托罗拉新机曝光 搭载骁龙SM8475+125W快充
2022-01-17 06:09:34
威刚秀肌肉!PCIe 5.0固态读取速度恐怖!14GB/s
2022-01-17 06:09:25
曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-17 06:08:02
曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-16 22:46:35
曝iPhone 14全系标配120Hz:起售价还是5999
2022-01-16 21:09:44
ROG新品!在CES推出42英寸显示器 OLED面板
2022-01-16 21:09:33
12代酷睿新品!雷神推出游戏/设计新主机
2022-01-16 21:09:21
曝真我GT2 Pro春节前上市 20日举行预沟通会
2022-01-16 21:08:01
Moto新机曝光,即将开启两亿像素新时代
2022-01-16 19:41:57
小米11系列开启推送MIUI 13系统,公测反馈良好
2022-01-16 19:41:44
红魔7跑分、配置曝光,单核1219,多核3732
2022-01-16 19:40:37
Redmi K50 高配版有望搭载索尼 IMX766 传感器
2022-01-16 19:40:15

热门文章

热点专题