新型转基因水稻使用杂草基因来对抗干旱影响

摘要：联合国粮食及农业组织(FAO)曾表示，大米是仅次于玉米和小麦的第三大粮食作物，许多国家世界大部分地区的主食是大米。 随着需求的增加和气候变化影响的不断增加，水稻的干旱脆弱性日益受到关注。据外媒报道，现在日本理化研究所(RIKEN)可持续资源科学中心(CSRS)正在开发一种全新的新的转基因水稻，其中掺入了来自杂草拟南芥(Arabidopsis thaliana)的基因，使其更耐旱。


CSRS科学家表示，这种植物能够通过产生一种称为渗透调节剂(osmoprotectants)的化学物质来适应干旱，渗透调节剂包括各种形式的糖。通过增加细胞中保护剂的浓度，它们能更好地保持水分。产生一种称为肌醇半乳糖苷的保护剂糖的关键是肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)。CSRS通过与哥伦比亚国际热带农业研究中心(CIAT)和日本国际农业科学研究中心（JIRCAS）合作，成功研发了能够生产GolS的转基因水稻。
RIKEN科学家Fuminori Takahashi表示：“拟南芥GolS2基因首先在RIKEN进行基础研究。使用它，我们能够提高水稻抗干旱的能力，并且在干旱条件下提高水稻产量，这是基础研究知识成功应用于研究与食品有关问题的最佳典型案例之一”。
为了研发新品种水稻，该团队开始使用巴西和非洲水稻，通过对水稻基因剪接，使它们过表达GolS2基因。然后，它们在各种受控条件下的温室中种植新稻。然后，该小组在模拟干旱条件下对转基因植物进行了测试，发现改良的水稻显示较少的卷叶性状——干旱指标之一。最后，转基因水稻柬埔寨不同地点进行了三年的实地测试。研究人员发现，即使在轻度至重度干旱条件下，转基因水稻产量比普通水稻产量较高，卷叶性状较少，生物量更高，含水量更高，叶绿素更高。

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