在全球气候变化的阴影下,科学家们一直致力于寻找解决农业排放温室气体问题的方法。近日,一项令人振奋的研究成果揭示了“减排水稻”的诞生,这种新型作物不仅能显著降低甲烷排放,而且能够增加产量,为实现粮食安全和可持续发展提供了新的希望。
据报道,这种转基因(GM)水稻携带了一段来自大麦的脱氧核糖核酸(DNA),这使得其释放出的甲烷——一种强大的温室气体——只占传统水稻的一小部分,同时它能够生产更多的稻米。专家认为,这种方法对于促进粮食可持续发展具有重大潜力,但还需要进行更多研究来确定这种新型水稻在实际应用中是否能保持其优异表现。
从工业革命以来,人类活动导致的甲烷已经成为全球变暖的一个重要因素,其中农业是主要来源之一。特别是在湿地土壤中生长的大部分农作物,如水稻,它们缺乏氧气,是微生物产生甲烷的理想环境。在这些条件下,大约80%至90%的地表甲烷由植物根部吸收并逃逸到大气中。
为了减少这种对环境有害影响,一些农民采用暂时排干农田并向土壤中加氧,从而消灭产生甲烷微生物。但这种方法实施起来并不容易,尤其是在那些土壤湿度不均或雨季频繁的地方。而现在,有一种新的转基因技术可以帮助改变这一局面。
2002年,科学家发现与谷物含量正相关的是水稻释放出较少甲烷。这是因为碳被锁定在米粒中的淀粉之中,而不能供给土壼中的微生物利用。此外,由于富含碳溶液流入土壤,对助长能释放甲烟能力的微生物生长也有益处。而且腐殖质分解后的碳也被利用以支持整个生态系统。
瑞典乌普萨拉大学植物生物化学教授Chuanxin Sun领导的一个团队培育出了这类新型水稅,他们使用了一段来自大麦DNA序列作为关键组成部分。这段DNA序列包含一个特殊类型的人工合成启动子,它确保淀粉主要在植物种子的内部生成。一旦将这个联合体嵌入到主要类型的粳米当中,就会出现预期效果,即更高淀粉含量以及更低的地表发酵率和相应地减少的地表氢化过程。
通过基因测试显示,与传统品种相比,在GM品种根系内生成乙醇的小菌群数量明显减少,并且对地球上不同地区根据季节测定的数据证实了该结果。在炎热季节,其优势更加明显,使得GM品种成为缓解全球变暖作用的一个有价值工具。然而,加州大学戴维斯分校农学教授Bruce Linquist提醒说,在实际应用中的效果可能不会那么直接好,因为许多其他方面都要考虑到,比如适应性、疾病抵抗能力等多个领域的问题,以及如何处理遗传工程产品所引起的一系列社会经济后果和公众接受度等问题也是必须要考虑到的内容。
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