光合作用的过程构成了生命的重要基础：通过这个系统，植物可以产生生物量——从而产生人类的食物。然而，这一过程并不总是最佳的，从而导致显著的产量损失。然而，研究人员现在可能已经找到了解决这个问题的基因解决方案。
人口的增加和消费者行为的改变将在未来几十年内大大增加对食物的需求。但是如何满足这种需求呢？为了找到答案，科学家们越来越多地将注意力转向基因工程解决方案，以使重要的粮食作物更加灵活和高产。由伊利诺伊大学厄巴纳分校的保罗南领导的团队现在已经开始了一个关键过程：光合作用。在这个高度复杂的过程中，植物利用太阳能将水和二氧化碳转化为可用的生物质。但并不总是一切都最好。
有问题的能量损失
负责RuBisCO二氧化碳固定的蛋白质在20%的情况下犯了一个错误——它吸收的是氧气而不是二氧化碳。因此，必须大力处理植物产生的有毒代谢物。这发生在所谓的光呼吸过程中。问题是：“光呼吸会消耗植物宝贵的能量和资源，否则可能进入光合作用，”南解释说。结果，它失去了增长，最终获得了收益。但是如果这种损失可以减少呢？
这正是南和他的同事们试图做的：通常，光呼吸的复杂过程包括发生在植物细胞中三个不同车厢的一些步骤——没有一个被认为是最浪费的代谢过程。利用基因工程的方法，研究人员现在已经改造了植物，使它们的过程不同，最重要的是，它们更短，更有效。首先，他们测试了哪种基因组修饰最成功，然后在烟草植物模型实验中纳入了最成功的候选植物——一种已经在谷物研究中得到验证的模型植物。
生物量增加了40%
结果表明，与未修饰的植物相比，优化光呼吸的转基因植物在温室和田间发育更快。具体来说，他们增长更快，总产量增加了40%左右。科学家报告说，从气候变化的角度来看，这一成功尤为重要。因为温度越高，许多植物光合作用的误差就越大，它们必须做的光呼吸就越多。该组织目前正在研究转移大豆和水稻等粮食作物的有希望的结果。“我们的目标是创建更好的工厂，并提供他们所需的工具，让世界养活农民，”共同总结作者阿曼达卡瓦纳说。光合作用的过程构成了生命的重要基础：通过这个系统，植物可以产生生物量——从而产生人类的食物。然而，这一过程并不总是最佳的，从而导致显著的产量损失。然而，研究人员现在可能已经找到了解决这个问题的基因解决方案。
人口的增加和消费者行为的改变将在未来几十年内大大增加对食物的需求。但是如何满足这种需求呢？为了找到答案，科学家们越来越多地将注意力转向基因工程解决方案，以使重要的粮食作物更加灵活和高产。由伊利诺伊大学厄巴纳分校的保罗南领导的团队现在已经开始了一个关键过程：光合作用。在这个高度复杂的过程中，植物利用太阳能将水和二氧化碳转化为可用的生物质。但并不总是一切都最好。
有问题的能量损失
负责RuBisCO二氧化碳固定的蛋白质在20%的情况下犯了一个错误——它吸收的是氧气而不是二氧化碳。因此，必须大力处理植物产生的有毒代谢物。这发生在所谓的光呼吸过程中。问题是：“光呼吸会消耗植物宝贵的能量和资源，否则可能进入光合作用，”南解释说。结果，它失去了增长，最终获得了收益。但是如果这种损失可以减少呢？
这正是南和他的同事们试图做的：通常，光呼吸的复杂过程包括发生在植物细胞中三个不同车厢的一些步骤——没有一个被认为是最浪费的代谢过程。利用基因工程的方法，研究人员现在已经改造了植物，使它们的过程不同，最重要的是，它们更短，更有效。首先，他们测试了哪种基因组修饰最成功，然后在烟草植物模型实验中纳入了最成功的候选植物——一种已经在谷物研究中得到验证的模型植物。
生物量增加了40%
结果表明，与未修饰的植物相比，优化光呼吸的转基因植物在温室和田间发育更快。具体来说，他们增长更快，总产量增加了40%左右。科学家报告说，从气候变化的角度来看，这一成功尤为重要。因为温度越高，许多植物光合作用的误差就越大，它们必须做的光呼吸就越多。该组织目前正在研究转移大豆和水稻等粮食作物的有希望的结果。“我们的目标是创建更好的工厂，并提供他们所需的工具，让世界养活农民，”共同总结作者阿曼达卡瓦纳说。
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