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科学家研究有效的光合细菌以提高作物产量

导读 根据 联合国的最新数据,目前世界人口至少有 77 亿,而且每天都在增加。需要大量的物流来养活这么多的嘴巴并保持社会的运转。虽然早期的

根据 联合国的最新数据,目前世界人口至少有 77 亿,而且每天都在增加。需要大量的物流来养活这么多的嘴巴并保持社会的运转。虽然早期的文明是建立在丰富的食物之上的,但由于人口众多,今天的人类不得不迎头赶上。为了解决这个问题,科学家们现在正试图寻找增加农业产量的新方法。

在《生物化学杂志》上发表的一项研究中,来自加拿大的一组研究人员报告了细菌如何 通过改进一种名为 RubisCO 的酶来帮助提高作物产量。这种酶利用光能将二氧化碳结合到植物可以用来形成糖的有机分子中。

RubisCO 在细菌中效果更好

RubisCO 是一种存在于植物和光合微生物(如蓝细菌)中的酶。科学家们认为,这种由有助于光合作用的蛋白质亚基组成的酶是对古代地质时代的回溯,当时二氧化碳是地球上最丰富的气体之一。这些天来,地球的状况有所不同:氧气现在是最丰富的气体,而二氧化碳并不那么普遍。这使得 RubisCO 在植物中变得非常低效,因为它无法区分氧气和二氧化碳。结果,它捕获了两种气体。植物需要后者才能发挥作用,但在处理前者时,它会产生植物无法使用的化合物。然后它必须使用额外的能量来回收这些化合物。

相比之下,蓝细菌通过将二氧化碳捕获在称为羧基体的隔间中来有效地工作。羧基体的蛋白质外壳不允许二氧化碳逸出。这有助于细菌中的 RubisCO 更好地发挥其功能,因为它只能接触二氧化碳。

蓝藻和其他光合细菌促进作物生长的潜力并不止于对其酶的研究。研究人员还在研究直接使用光合细菌对农产品的影响。在发表在《植物营养学杂志》上的一项研究中,中国东北林业大学的研究人员研究了喷洒光合细菌对中国矮樱桃幼苗生长的影响。他们发现细菌对植物的生长有积极的影响。

与此同时,园艺家将有益细菌添加到土壤或其他生长介质中,以帮助植物更快地生长。这些微生物能够将大量有机物分解成较小的化合物,植物可以很容易地吸收这些化合物作为营养来源。

细菌可以解决食品安全问题吗?

粮食安全每年都成为一个严重的问题。全世界有 10 亿人受到食物供应有限的影响。国际社会采取广泛措施确保人类在未来能够养活自己。如上所述的新发展可以帮助人类应对爆炸性的人口增长。如果农业产业能够有效利用微生物来增加农作物的产量,那么人类离解决世界粮食安全问题又近了一步。

多年来,众所周知,细菌有各种不同的种类:有好细菌,然后有毒性菌株。在这种情况下,细菌可以真正发挥更大的作用——如果不加以控制,食品安全将是一个巨大的问题。从历史上看,饥饿、营养不良和饥饿已经杀死了数百万人,并摧毁了许多早期文明。此类研究由所有利益攸关方集体和合作应用,为人类提供了一个战斗机会,因为它继续在地球其他地方居住。

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