研究表明转基因表达的Rubisco因子可增强玉米的光合作用和抗寒性

玉米是世界上种植最广泛的作物之一，对全球粮食安全至关重要。但与其他植物一样，其生长和生产力可能受到Rubisco(光合作用过程中负责碳吸收的酶)活性缓慢的限制。

在《实验植物学杂志》上发表的一项新研究中，博伊斯汤普森研究所(BTI)的科学家展示了一种有前景的方法来增强Rubisco的产量，从而改善光合作用和整体植物生长。

该研究涉及三种关键蛋白质的转基因表达，即Rubisco积累因子2(Raf2)和大、小Rubisco亚基。通过过度表达这些蛋白质，研究人员增加了Rubisco含量，加速了碳吸收，并提高了玉米的株高。

“我们的研究结果表明，修改Rubisco组装可以提高作物产量，”BTI研究员、该研究的第一作者KathrynEshenour表示。“通过改变这些蛋白质的表达，我们可以释放玉米更有效地进行光合作用和更强劲生长的能力，即使在具有挑战性的环境条件下也是如此。”

研究小组发现，Raf1和Raf2虽然在Rubisco组装的不同步骤中起作用，但可以独立地增强Rubisco的丰度和植物性能。这为通过将这些特性叠加在一起进行进一步改进提供了可能性，有可能进一步提高光合作用能力。

有趣的是，转基因植物还表现出了对寒冷胁迫的更强的适应能力。寒冷胁迫是一种常见的环境挑战，会严重影响农作物的产量。研究人员观察到，这些植物在冷暴露期间保持了更高的光合作用速率，并且在胁迫消退后恢复得更快。

该团队的创新方法为其他作物带来了令人兴奋的可能性。许多与玉米具有相似光合作用途径的主食，如高粱、小米和甘蔗，都可能受益于本研究中使用的方法，从而提高光合作用效率和产量。

“这项前景光明的技术是用于增强农作物光合作用的几种技术之一，”BTI教授、这项研究的主要作者DavidStern说道。“通过继续探索Rubisco组装及其调控的复杂性，我们可以改进这一急需工具包的一部分，以增强各种农作物的光合作用。”

随着粮食安全仍然是一个紧迫问题，气候变化的影响不断加剧，对更高产、适应性更强的作物的需求从未如此强烈。这项研究凸显了基于植物科学的解决方案在应对全球挑战方面的变革潜力，体现了BTI致力于塑造一个农业繁荣、生物多样性得到保护、人类受益于更健康、更可持续的世界的未来。