物理科技生物学-PHYICA

木薯可能比其他作物宫锁连城第4集优酷更多地受益于大气变化

生物 2022-02-14 00:03:10

伊利诺伊大学香槟分校 伊利诺伊大学大豆研究机构实地研究的鸟瞰图,研究了木薯(一种主要的块根作物)将如何适应未来的气候条件

研究人员发现,八个品种中有七个品种的产量增加了22%到39%

信用:Beau Barber/熟女项目 二氧化碳促进光合作用,即植物以碳水化合物的形式产生食物的过程

大气中的二氧化碳含量正在迅速增加,但植物能否在保持营养质量的同时将这些额外资源转化为更高的产量还存在不确定性

伊利诺伊大学和莫纳什大学的一个团队研究了木薯块根如何适应本世纪下半叶预计的二氧化碳量,木薯块根养活了超过10亿人

他们在一个名为“大豆脸”的室外研究设施中种植这种作物,该设施人工增加二氧化碳,以了解在未来几十年中二氧化碳水平的增加将如何影响作物

这项研究是比尔和梅林达·盖茨基金会支持的两个国际研究项目合作的结果

木薯源库以提高木薯产量为重点;在盖茨基金会、食品和农业研究基金会和美国农业部的支持下,实现提高光合效率正在改善光合作用以提高作物产量

K

外交、联邦和发展办公室

在《实验植物学杂志》上,他们报道了八种木薯中有七种的产量显著增加,增幅从22%到39%

这项研究中选择的每个品种在非洲都是“农民的首选”,在非洲,木薯占几个国家饮食的四分之一或更多

与过去对其他作物的研究相反,他们发现叶子中的蛋白质质量和氮含量都没有下降,除了淀粉块茎之外,人类和牲畜也食用叶子

伊利诺伊大学博士后研究员乌苏拉·鲁伊斯·维拉(Ursula Ruiz Vera)收获木薯,这是一项研究的一部分,该研究旨在考察在未来气候条件下种植的木薯品种之间的光合差异

研究发现,八个品种中有七个品种的产量增加了22%到39%

信用:克莱尔本杰明/熟项目 “我们想知道木薯是如何应对二氧化碳的增加的,”伊利诺伊大学作物科学和植物生物学的罗伯特·爱默生教授说

沃斯基因组生物学研究所

“有时候,植物不能利用额外的碳水化合物,这会触发植物下调光合作用

我们发现木薯可以保持光合效率和营养品质

" 为了吸收二氧化碳,植物在叶子上开小孔(称为气孔),让水分通过蒸腾作用排出

这项研究发现,当二氧化碳含量从600 ppm增加到600 ppm时,木薯叶片通过优化气孔导度可以平均多保存58%的水分,气孔导度是碳进入叶片的速率,而不是水离开叶片的速率

“木薯在缺水的情况下自然高产的能力是它成为撒哈拉以南非洲干旱地区主要作物的部分原因,”合著者阿曼达·德·苏扎说,她是伊利诺伊州熟透项目的博士后研究员

“看到这种特性在C3作物中被放大并不奇怪,但这是令人鼓舞的,因为我们预测缺水将是粮食安全的主要障碍

" 虽然研究小组没有发现这八个品种的光合作用有多大差异,但他们发现了它们生长和发育的差异,这是由于植物如何将碳水化合物分配到它们的根、茎和叶中——这被称为分配

木薯种植者试图将分配给根部的资源最大化,根部被称为植物储存碳的“水槽”

“我们可以利用这些分配上的差异来开发木薯品种,让它们的根部吸收更多的碳来提高产量,”两个项目的博士后研究员乌尔苏拉·鲁伊斯·维拉(Ursula Ruiz Vera)说,她在伊利诺伊州领导了这项研究

“我们的目标是提高这种作物的自然恢复力和生产力,这种作物的独特地位有助于小农抵御气候变化带来的压力

"

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