要餵飽人類,就只有不斷提高全球糧食產量,就連植物的光合作用,都能夠為此再進化!

今年8月,來自英、美的跨國團隊成功增加大豆產量,讓種子產量提高33%——關鍵就在藉由基因改造,提升光合作用效率。研究成果發表在權威期刊《科學》(Science),成為逆轉糧荒的曙光。

此項研究,不只比爾及梅琳達蓋茲基金會(Bill & Melinda Gates Foundation)投入、英國外交部也參與資助。團隊成員之一,英國蘭卡斯特大學作物科學教授隆恩(Stephen Long)表示,目前成果可說是他職涯中的最大突破。

太陽能量要如何才能轉化成食物?其中的關鍵機制,就是植物的光合作用。數十年來為了增加糧食供應,科學家致力提升該機制的運作效率。目標是確保發展中國家的貧窮農民,能拿到產量更高的種子。

方法是,減弱植物的「自我保護」機制,讓植物在過勞下持續生產。

原來,當植物接收過多的光照,就會切換到「保護模式」,暫停製造碳水化合物,以熱能來發散過多的能量,以免細胞受損。要等待好幾分鐘,才會恢復到「完全生產模式」。

因此英美研究團隊,改造了執行保護模式的基因,讓大豆更快切回生產模式,延長葉子行光合作用的時間,得以增加產量。

BBC報導,先前菸草植物也進行過同樣研究,但僅限於實驗室,大豆是首次在田野中成功增產。

不過,論文第一作者、伊利諾大學香檳分校(UIUC)糧食科學家德索莎(Amanda P. De Souza)坦承,距離大規模實際應用仍有一段距離,且大豆主要用於餵養牲畜,所以接下來將放眼於小麥、大米、木薯等主食。

聯合國糧農組織(FAO)預測,到2030年,全球仍有接近高達7億人口面臨缺糧與營養不良。隆恩相信,糧食危機有望緩解,「30年來,提高光合作用效率的可行性備受懷疑,但我們成功證明了,這完全讓世界改觀。」

資料來源:BBC紐約時報ScienceSOFI

核稿編輯:吳和懋