開發更具韌性的馬鈴薯品種，強化糧食生產效率
2025/02/19 @國際
摘要
以基因工程方法開發更具韌性的馬鈴薯，添加新基因，減少植物代謝光呼吸有毒副產物所消耗的能量，由此提高產量，保障糧食安全。
示意圖
美國伊利諾大學(University of Illinois)的研究團隊近期針對氣候變遷，研發出一款更具韌性的馬鈴薯，相較未改良的品種，產量增加30%，這項研究對於依賴馬鈴薯維生的農家具有特殊重要意義，特別是針對已受到氣候變遷影響農作收成的區域。研究團隊的重點強調在於改善光呼吸作用，在理想條件下，光呼吸約佔植物光合作用的25%，但在高溫環境下會將光呼吸的比例提升，光呼吸過程中會產生有毒的副產物-醛酸，植物為了代謝這些物質，必須消耗大量能量，也就順帶減少可用於生長的能量。為了解決這個問題，研究人員在馬鈴薯中添加兩個新基因-醛酸脫氫酶(glycolate dehydrogenase)和蘋果酸合酶(malate synthase)，這兩個基因可直接在葉綠體中代謝有毒物質，不需要運送到細胞其他部位進行代謝，由此提高光合作用產能效率。
該項研究於2022年的田間試驗證實這項技術的效果，當時的馬鈴薯正處於早期營養生長階段，卻遭遇一波持續四天、超過35℃的高溫，其中兩天更突破38℃，在這種條件下，經改良的馬鈴薯反而比對照組產出多30%的塊莖。
這項基因工程改良不僅提升產量，更沒有影響馬鈴薯的營養價值，這點對於糧食安全特別重要。雖然整體研究成果還需要在不同環境，進行多地點田間試驗，驗證整體成效，但其應用前景應該相當廣泛，研究團隊認為該技術可能也適用於其他如木薯等根莖類作物，對於受到全球暖化嚴重影響的撒哈拉沙漠以南的非洲國家，具有相當重要的意義。【延伸閱讀】-利用基因編輯技術提升馬鈴薯抗逆性，以減少農藥使用並穩定供應
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