提高光合效率增加產(chǎn)量潛力 我國(guó)農(nóng)作物高光效研究實(shí)現(xiàn)從“0”到“1”創(chuàng)新

據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院發(fā)布“基礎(chǔ)研究提升作物種業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)力”信息，“十三五”期間，在國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目長(zhǎng)期布局和支持下，我國(guó)科學(xué)家在作物種業(yè)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，突破了一系列重要科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)。其中，合成生物學(xué)推動(dòng)高光效和生物固氮等重大科學(xué)問(wèn)題研究，提出新的解決路徑，驅(qū)動(dòng)從“0”到“1”的源頭創(chuàng)新。

中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究所所長(zhǎng)李新海研究員表示，通過(guò)提高光合效率來(lái)增加產(chǎn)量潛力，將開(kāi)啟第三次綠色革命。“十三五”期間，在作物高光效的生物學(xué)基礎(chǔ)研究方面，我國(guó)科學(xué)家對(duì)比碳3、碳4植物葉片結(jié)構(gòu)，揭示碳4解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和生化途徑進(jìn)化的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，模擬碳4植物高光效回路的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了6條新的光合作用通路，創(chuàng)制了一批具有類碳4結(jié)構(gòu)、光合效率提升的水稻材料。

他介紹，在人工固氮體系研究方面，我國(guó)科學(xué)家完成了首個(gè)根際聯(lián)合固氮菌的全基因組分析，鑒定了參與固氮調(diào)控的新型非編碼RNA;首次解析了光依賴型類固氮酶的三維晶體結(jié)構(gòu)，重構(gòu)了根際聯(lián)合固氮基因表達(dá)調(diào)控通路和碳代謝抑制調(diào)控網(wǎng)絡(luò);創(chuàng)建了耐銨泌銨功能模塊與人工抗逆高效固氮體系，建立了根際微生物互作、智能傳感與氣候變化模擬等裝置結(jié)合的田間評(píng)價(jià)技術(shù)平臺(tái)。相關(guān)成果發(fā)表在《自然(Nature)》《美國(guó)科學(xué)院院刊(PNAS)》等權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上。利用生物固氮部分或完全替代化學(xué)氮肥，可為實(shí)施藏糧于地戰(zhàn)略，保障糧食安全和生態(tài)安全提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

中國(guó)農(nóng)科院方面透露，“十四五”期間，將聚焦作物生物育種面臨的重大理論瓶頸問(wèn)題，重點(diǎn)突破作物高光效和生物固氮的生物學(xué)基礎(chǔ)研究，重點(diǎn)開(kāi)展作物重要性狀形成與環(huán)境適應(yīng)性機(jī)理研究，闡明作物雜種優(yōu)勢(shì)形成的生物學(xué)基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究作物優(yōu)異種質(zhì)形成與演化規(guī)律，推進(jìn)作物設(shè)計(jì)育種技術(shù)基礎(chǔ)創(chuàng)新。

(瞿劍)