近日一項發表于《科學》的研究指出，在不添加肥料的情況下，經過基因編輯提高光合作用效率的大豆在田間試驗中的產量比普通大豆高出20%以上。
種植這種改良作物將有助于減少毀林、溫室氣體排放、生物多樣性喪失，并增加低收入國家農民的收入，因為這些作物是為他們“量身定制”的。
此前一些研究小組已經通過提高光合作用促進了煙草等植物的生長，但這是首次在糧食作物上進行田間試驗。“我們認為這種基因編輯對大多數作物都有效。”美國伊利諾伊大學厄巴納—香檳分校的Stephen Long說，他們正在研究該方法在豇豆和水稻中運用的效果。
基因編輯后的大豆產量更高是因為它們能更好地適應有光照和無光照間的變化。比如，當一片葉子在全日照下吸收的光比進行光合作用的器官所能處理的多時，就會對細胞造成損害，除非它們啟動一種“猝滅機制”來耗散多余的能量。而當葉子被遮住后，就必須關閉該機制通道，以避免消耗后續可能使用的能量。但是大多數作物“猝滅機制”開關相當緩慢，因此會損失大量能量。
Long說，目前還不確定為什么會出現上述情況，但他們推測可能是因為許多作物的野生祖先生長在半干旱條件下，附近幾乎沒有植物遮擋。而現在，它們往往緊密地生長在一起，葉片間會互相遮擋。
Long團隊在大豆中添加了參與“猝滅機制”的3個基因的額外拷貝，這導致編碼蛋白質的水平更高，并加快了轉換，從而使光合作用更有效。
“雖然試驗中我們沒給大豆施肥，但其蛋白質含量沒有發生變化。”Long說，這一點很重要，因為大豆是全球蛋白質的主要植物來源。
對于該研究結果，美國突破研究所的Emma Kovak感到十分興奮。她指出，僅在美國，如果大豆作物增產15%，將減少相當于1億噸二氧化碳的溫室氣體排放量。(徐銳)
