煙草

　　在進化基本失敗的地方，智慧設計成功了。生物學家通過彌補光合作用的一個重要缺陷，使煙草生物量增加了約40%。相關成果日前發(fā)表于《科學》雜志。

　　目前，該團隊正從豇豆和大豆入手，試圖將相同的變化引入食用作物。“資助機構非?？释屓澜?貧困人群掌握這項技術。”團隊成員、美國伊利諾伊大學的Amanda Cavanagh表示。

　　生命的關鍵成分是由碳原子鏈形成的分子。植物會組裝這些來自碳原子的鏈條，而碳原子則來自空氣中的二氧化碳分子。

　　不過，抓住二氧化碳并將其添加到碳鏈中的酶，通常會錯誤地抓住氧分子。這產(chǎn)生了毒性分子，導致植物不得不消耗能量將前者消除。這種重要缺陷被描述為進化的*錯誤之一。

　　公平地說，當光合作用*早進化出來時，這不是一個大問題，因為周圍的空氣很少。但在漫長的進化年代里，隨著氧氣含量上升和二氧化碳濃度下降，這變成植物的一個大問題。如今，錯誤抓住氧氣（被稱為光呼吸）發(fā)生得如此頻繁，以至于它能使光合作用的效率降低50%。

　　在進化過程中，一些植物找到了解決辦法：充分利用體內(nèi)的二氧化碳，以減少錯誤抓住氧氣的幾率。但人類食用的大多數(shù)植物，包括幾乎所有的蔬菜和水果以及諸如小麥、水稻和大豆等，都無法做到這一點。幾十年來，生物學家一直試圖尋找解決辦法。

　　基于此前工作，Cavanagh和同事設計了3種處理光呼吸有毒副產(chǎn)品的替代通路。“我們試圖做的是重新變更整個流程。”Cavanagh說。

　　他們通過基因工程將這些通路安裝到煙草中。之所以選擇煙草，是因為它是一種很容易修改的作物并且擁有較短的生命周期。在兩個季節(jié)的田間測試中，表現(xiàn)*的植物的生物量增加了超過百分之四十。

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