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科学家已经展示出一种新技术可以更快速地扫描整个植物领域 以捕捉其从太阳获取能量的自然能力的改善

一个国际团队正在使用先进的工具来开发农作物,为农民提供更多的选择,以便在更少的土地上可持 要做到这一点,必须仔细分析数以千计的植物原型,以确定哪种基因调整最有效。今天,在“ 环境遥感 ”杂志的一期特刊中,科学家们已经展示出一种新技术可以更快地扫描整个植物领域,从而改善其从太阳获取能量的自然能力。

“这种方法使我们可以测量我们在植物的光合作用机器中设计的改进,大约在10秒内,与传统方法相比,需要30分钟,”伊利诺伊大学的博士后研究员Katherine Meacham-Hensold领导了这一方法。为一项名为“实现提高光合效率(RIPE)”的研究项目工作。“这是一个重大进步,因为它允许我们的团队分析大量的遗传物质,以有效地确定可以大大提高作物性能的特性。”

由伊利诺伊州领导的RIPE通过改善光合作用来提高作物的生产力,这是所有植物用来将阳光转化为能量和产量的自然过程。RIPE得到比尔和梅林达盖茨基金会,美国食品和农业研究基金会(FFAR)以及英国政府国际发展部(DFID)的支持。

评估光合作用的传统方法分析了通过叶子的气体交换; 它提供了大量的信息,但每个叶子需要30分钟。更快或更高通量的方法,称为光谱分析,分析从叶子反射回来的光,在短短10秒内预测光合能力。

“我们要回答的问题是:当我们对光合机械进行基因改造时,我们能否应用光谱技术来预测光合能力,”RIPE研究负责人,美国农业部农业研究局科学家Carl Bernacchi说。位于伊利诺伊州的Carl R. Woese基因组生物学研究所。“在这项研究之前,我们不知道改变植物的光合作用途径是否会改变光谱测量检测到的信号。”

虽然他们可以证明这种方法可以用来筛选已经改造光合作用的作物,但研究人员还没有发现光谱分析的确切措施。“光谱分析需要定制模型将光谱数据转换为每年必须重建的光合能力测量,”Meacham说。“我们的下一个挑战是找出我们正在测量的内容,以便我们可以建立可以年复一年地用于比较结果的预测模型。”

“尽管仍存在障碍,光谱分析是一种改变游戏规则的技术,可用于评估各种光合作用的改良,以挑出最有可能和可持续增加作物产量的变化,”RIPE执行官说。委员会成员克里斯汀雷恩斯,埃塞克斯大学植物分子生理学教授,他的工程作物用该技术进行分析。“这些工具可以帮助我们加快努力,为那些致力于养活世界的农民开发高产作物。”

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