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植物工程创美好未来

香港大学的植物生物学家研发两种可以帮助应对气候变化和农作物产量的新技术。

蔡美莲教授

蔡美莲教授

林文量博士(左)拿着控制组的拟南芥,而团队成员刘益松博士(右)拿着实验组利用了PAP2技术的拟南芥。两组植物均为4星期大。

林文量博士(左)拿着控制组的拟南芥,而团队成员刘益松博士(右)拿着实验组利用了PAP2技术的拟南芥。两组植物均为4星期大。

气候变化和人口增长是现今世界的两大挑战。根据联合国经济和社会事务部,预计至2050年,地球将会增加20亿人口。当植物的生存条件越来越困难,我们又如何为越来越多的人提供粮食呢?香港大学的植物生物学家研发两种新技术解决问题,一种技术可以提高植物的抗旱能力,另一种技术可以增加农作物产量并减少二氧化碳排放。

这两种新技术来自生物科学学院。研究员分别於两个项目中,调节「拟南芥」的基因。

现任黄乾利辛烱僖基金教授席 (植物生物技术学)教授蔡美莲提高ACBP2蛋白在这种植物中的表达,让植物能够减少水份的流失而提高抗旱能力。该技术已授权予美国的农业企业Agragen。蔡教授希望研究成果能扩展应用到农作物上。

她说:「我们初时没想过这种蛋白能使植物有抗逆性 – 根本没有人知道。耐旱性是非常有用的特性,因为它可以使我们能在更多地方种植植物。」

此外,蔡教授还利用同系的另一种蛋白,使经基因转移的拟南芥花能够抵抗冷冻。她说:「植物是食物网和食物链中关键的一环,寻找方法保护植物免受环境压力是重要的研究课题。」

另一方面,副教授林文量博士发现了一种全新的植物生长促进基因,PAP2。大部分植物中,包括拟南芥的基因组中,都可以找到这种基因。林博士的团队率先研究PAP2功能,发现这种基因能够透过促进光合作用来促进植物生长和提高产量(拟南芥种子产量能提高38至57%丶生物燃料亚麻荠种子产量提高50至110%,以及土豆茎产量提高 50%)。 农业企业Agragen已获授权在亚麻荠使用相关的基因技术。

林博士说:「我非常好奇这种科技能否在树木和绿藻上应用。如果可以的话,这种科技可能有助植物吸收多些二氧化碳和减少大气中二氧化碳的累积。」

这些研究成果对於解决未来粮食问题有着重大贡献。蔡教授说:「全球人口增长带来最大的挑战就是如何在不再为地球造成更大的伤害这前题下,为越来越多的人提供食粮。我们要在未来40年增加70%的粮食,除传统的植物繁殖技术外,就要运用基因改良技术这个重要的工具。」

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