受NASA启发,科学家找到了将小麦产量提高三倍的办法

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发布时间:2018-01-05 16:24:02

  预计到2050年,我们的地球将会新增20亿人口。然而,地球上可使用的耕地面积并不会随之增长。我们该如何解决如此巨大人口的温饱问题呢?科学家从各个角度寻找决策,包括发明耐热奶牛、垂直农场和实验室培育的汉堡包。如今,研究人员汇报了一项受NASA启发的突破——“加速培育”。该项突破基于强烈的照明系统,使得农作物的成长速度增长数倍,同时提升农作物的健康状况。

  该项技术是来自悉尼大学、昆士兰大学和约翰英纳斯中心的科学家们建立于NASA的试验研究基础上共同研发的。十多年前,NASA在太空任务中使用该项技术作为生产食物的方式。原本种植于地球土地上的农作物被移入玻璃房中,在低成本LED灯通过特殊波长发出的持续光照下,农作物的光合作用得以提升。

  该研究的合著者、昆士兰大学高级研究人员Lee Hickey 表示,“远红外光谱对于提升农作物的生殖生长来说极为重要,光照强度对于植物的茁壮成长也是非常重要?!?/p>

  有了这精心制作的光照装置,该团队可在一年中收获六代小麦、鹰嘴豆和大麦以及四代的油菜籽,这和温室中的两或三代、田地中的一代形成强烈的对照。研究表明这也适用于花生、苋菜和扁豆,有望将其应用于向日葵、辣椒和萝卜上。

  Hickey 表示,“目前,我们在温室中使用高压钠蒸汽灯,这些灯的用电成本不菲。在研究中,我们证明小麦和大麦能够以每平方米约900株的密度进行种植。配以LED灯系统,这显示出了振奋人心的机会——这项技术可以用于产业领域、扩大经营规模?!?/p>

  Hickey声称这项加速培育技术不仅具备提升农作物产量的潜力,还能带来更高的质量。该团队将这些植物和常规温室条件下培植的植物的特点进行对比如新苗和每穗谷粒的数量,发现加速培育而成的植物总是更胜一筹。过去,加速培植植物已经存在可能性了,但是,要产出货真价实的健康样本并不容易。

  John Innes 研究中心的Brande Wulff 博士表示,“人们说或许快速循环种植是有可能的,但这种方式长成的植株看起来肯定很疲弱,而且只能产出少量种子。但事实上,该项新技术产出的植物比标准条件下成长的植物更精神、更健康。我们的一位同事在第一次看到实验结果时感到难以置信?!?/p>

  加速培植的植物经过多代生长可能会对接下来测试和开发针对不同气候、更具备弹性的基因组合产生影响。尽管加速培育技术目前并未加入转基因技术,团队表示这二者的结合会有巨大的潜力。

  Hickey 说:“加速培育是一项用于加速农作物发展的‘非转基因’技术。对于小麦这类不适用转基因技术的农作物来说,这是个好消息。然而,我们在研究报告中论证了转基因技术和加速培育技术的高度兼容性。我相信,加速培育技术的最大收获将会是与其它植物育种技术的成功整合,比如基因组学和基因编辑技术(CRISPR)?!?/p>

  在实验室内进行广泛测试的同时,该项技术引起了企业的兴趣。比如,澳大利亚公司Dow AgroSciences已使用加速培育技术来开发新小麦品种,加强其抗穗发芽的特性。

  Wulff说,“我相信,十年后你能够走进田地里,指出那些使用该项技术研发而来的不同种类和属性的植物?!?/p>

  该研究已发表于期刊Nature Plant。

  加速培育技术是来自悉尼大学、昆士兰大学和John Innes研究中心的科学家们共同研发的。

  研究人员声称这项加速培育技术不仅具备提升农作物产量的潜力,还能带来更高的质量。

  加速培育技术是来自悉尼大学、昆士兰大学和John Innes研究中心的科学家们共同研发的。

  预计到2050年,我们的地球将会新增20亿人口。

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