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植物工程創美好未來

香港大學的植物生物學家研發兩種可以幫助應對氣候變化和農作物產量的新技術。

蔡美蓮教授

蔡美蓮教授

林文量博士(左)拿著控制組的擬南芥,而團隊成員劉益松博士(右)拿著實驗組利用了PAP2技術的擬南芥。兩組植物均為4星期大。

林文量博士(左)拿著控制組的擬南芥,而團隊成員劉益松博士(右)拿著實驗組利用了PAP2技術的擬南芥。兩組植物均為4星期大。

氣候變化和人口增長是現今世界的兩大挑戰。根據聯合國經濟和社會事務部,預計至2050年,地球將會增加20億人口。當植物的生存條件越來越困難,我們又如何為越來越多的人提供糧食呢?香港大學的植物生物學家研發兩種新技術解決問題,一種技術可以提高植物的抗旱能力,另一種技術可以增加農作物產量並減少二氧化碳排放。

這兩種新技術來自生物科學學院。研究員分別於兩個項目中,調節「擬南芥」的基因。

現任黃乾利辛烱僖基金教授席 (植物生物技術學)教授蔡美蓮提高ACBP2蛋白在這種植物中的表達,讓植物能夠減少水份的流失而提高抗旱能力。該技術已授權予美國的農業企業Agragen。蔡教授希望研究成果能擴展應用到農作物上。

她說:「我們初時沒想過這種蛋白能使植物有抗逆性 – 根本沒有人知道。耐旱性是非常有用的特性,因為它可以使我們能在更多地方種植植物。」

此外,蔡教授還利用同系的另一種蛋白,使經基因轉移的擬南芥花能夠抵抗冷凍。她說:「植物是食物網和食物鏈中關鍵的一環,尋找方法保護植物免受環境壓力是重要的研究課題。」

另一方面,副教授林文量博士發現了一種全新的植物生長促進基因,PAP2。大部分植物中,包括擬南芥的基因組中,都可以找到這種基因。林博士的團隊率先研究PAP2功能,發現這種基因能夠透過促進光合作用來促進植物生長和提高產量(擬南芥種子產量能提高38至57%、生物燃料亞麻薺種子產量提高50至110%,以及土豆莖產量提高 50%)。 農業企業Agragen已獲授權在亞麻薺使用相關的基因技術。

林博士說:「我非常好奇這種科技能否在樹木和綠藻上應用。如果可以的話,這種科技可能有助植物吸收多些二氧化碳和減少大氣中二氧化碳的累積。」

這些研究成果對於解決未來糧食問題有著重大貢獻。蔡教授說:「全球人口增長帶來最大的挑戰就是如何在不再為地球造成更大的傷害這前題下,為越來越多的人提供食糧。我們要在未來40年增加70%的糧食,除傳統的植物繁殖技術外,就要運用基因改良技術這個重要的工具。」

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