高水分利用率的转基因作物，可保存水资源、抵抗干旱学术资讯

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▲改良的植物通过关闭部分气孔减少水分散失，以达到节水25%的目的

农业用水已垄断了全球淡水资源的90%，然而这一比例还在随着本世纪人口的增长而增加。《自然通讯》的一篇论文近日称，科学家首次发现可以通过改变植物中的一个基因使其水分利用率提高25%，并且不影响作物产量。

气孔是植物的守门人，光合作用需要二氧化碳从气孔进入，但蒸腾作用也会使水通过气孔而散失。该团队增加了光合蛋白（PsbS）水平，从而诱导植物关闭部分气孔来节水。该文的共同第一作者Katarzyna Glowacka说“植物吸收的水分往往多于需求，但也不总是这样。当缺水时，这些经过基因改良的植物将生长得更快，产量更高。”

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▲科学家将烟草作为模型来研究，因为其生长快速且便于检测

在过去的70年里，大气中的二氧化碳浓度增加了25%，这可以使植物在不充分打开气孔的情况下也可吸收足够的二氧化碳。Long说“植物进化并没有跟上这种气候的变化，因此科学家们给予了帮助”。该团队的成果提高了植物25%的水分利用效率，并且不会降低作物的光合作用或产量。

四个因素可以触发气孔打开和关闭：湿度、二氧化碳含量、光的质量和光的强度。这项研究首次报道了光的强度对气孔反应的影响。PsbS是植物响应光强通路上的一个重要部分。通过增加PsbS，让植物认为光合作用所需的光强不足，这会促使其气孔关闭以减少二氧化碳的进入。此前发表在《自然》杂志上的研究表明，增加PsbS和其他两个蛋白可以促进光合作用，增产高达20%。现在，研究小组计划将这两项研究的成果结合起来，通过平衡这三种蛋白质的表达来改善产量和用水。

“提高作物的水分利用效率是目前植物科学家面临的最大挑战，”共同第一作者Johannes Kromdijk说，“我们的研究结果表明，增加PsbS的表达会使作物更加节水，我们认为这将有助于水资源的合理分配和植物应对干旱。”

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编译：小贝审稿：阿淼编辑：张梦

原文链接：https://phys.org/news/2018-03-scientists-crops-resist-drought.html