南洋理工大学的科学家们发现了一种可持续的方法来提高农作物的籽油产量

发布时间：2019-05-10      浏览次数：967

　　新加坡大学网报道：新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家已经开发出一种可持续的方法来展示一种新的基因改造方法，可以在实验室条件下将种子中天然油的产量提高多达15%。

　　这种新方法可以应用于油菜籽，大豆和向日葵等作物，这些作物在数十亿美元的产业中继续看到全球需求的增长。

　　由南洋理工大学生物科学学院的马伟助理教授领导的研究小组对植物中的一种关键蛋白进行了基因修饰，调节了它们产生的油量。这导致种子中较大的石油储量，其主要用作发芽的能量来源。

　　该团队正在申请专利的方法涉及修改称为“Wrinkled1”或“WRI1”的关键蛋白质，该蛋白质调节植物的石油产量。经过修改后，种子具有皱纹外观，这是其科学代号的基础。

　　在实验室中，这些改良种子已经成功地展示了种子油的增加，能够生产多达15%的天然油。研究结果发表在Plant Signaling&Behavior的科学杂志上。

　　“植物种子油是我们日常饮食中必不可少的组成部分，农业正在寻求最大限度提高植物产量的方法，同时减少作物种植，特别是土地利用对环境的影响。我们的研究有助于以可持续和具有成本效益的方式增加种子油的产量，同时也为农业研究开辟了新的大门，“马教授说。

　　预计以可持续方式提高石油产量的能力将带来更高的经济收益。过去的研究[1]表明，大豆种子的石油产量(干重)增加1.5%，相当于美国市场的12.6亿美元的增长。

　　发现促进生物燃料生产

　　种子油产量的增加也有利于生物燃料的生产，生物燃料是一种由有机来源(如植物油)生产的清洁燃料。

　　生物燃料被用于各种应用，包括受保护森林中的动力机器，以减少化石燃料污染，并为汽车，轮船和飞机的远距离运输提供燃料。

　　“全球对植物油的需求增长非常迅速，预计到2030年将增加一倍。此外，研究也在增加生物燃料在各种应用中的使用，这可以提供比石油更清洁，更可持续的燃料来源。因此，增加大豆，向日葵和油菜等主要作物的石油产量对于更可持续和更环保的未来至关重要，“麻省大学教授马云说。

　　他目前正在探索工业合作，以实现商业化并进一步开发该技术。

　　NTU团队还在研究其他方法，以最大限度地提高植物的石油储量，例如，使用其他植物部分，如茎，用于石油生产。

　　提高石油产量的可持续方式

　　以前提高种子油产量的研究工作涉及增加WRI1蛋白的数量 - 称为过表达 - 但这并没有成功地稳定和持续地提高油产量。

　　马教授使用了拟南芥植物 - 一种与卷心菜和芥菜有关的小型开花植物。它包含作物的所有特征，如向日葵，油菜和大豆，它们是研究的理想模型植物。

　　他和NTU研究小组开发了一种正在申请专利的方法，该方法可以稳定关键的WRI1蛋白，从而提高其与其他蛋白质相互作用的能力。这增强了其生产天然油的有效性，并且该方法可以容易地在其他作物上进行。这也为工业生产天然油提供了一种更可持续的方式，而不是简单地增加用于农业的土地数量。

　　DuPont先锋公司的高级经理Bo Shen博士是一家美国国际农业杂交种子生产商，他没有参与NTU团队的研究，他说：“植物油是生物柴油生产和饮食消费的重要可再生资源。人类和牲畜。2017年全球植物油总产量达到约1.85亿吨。皱纹1(WRI1)是控制玉米，大豆，油菜和棕榈油生物合成的普遍存在的调节剂。随着对植物油需求的不断增加，卫马教授对WRI1的研究具有全球重要性。更好地了解WRI1如何调节石油生物合成可以为我们如何培育能够生产更多石油的植物提供信息。“

　　加利福尼亚合成生物学公司Synthetic Genomics的高级科学家Eric Moellering博士提供了另一种独立观点，他说，“助理教授Ma对植物转录因子WRI1的研究大大提高了我们对种子油生物合成如何受到调节的理解。尽管WRI1基因已有一段时间了，但Asst Prof Ma的研究揭示了WRI1蛋白结构特征的关键见解，这些结构特征对其功能至关重要，WRI1与其他调节蛋白的相互作用，以及WRI1在其他过程中的作用。种子油调节。

　　“这些发现无疑将有助于优化各种作物的种子油产量。因此，马教授的研究正在帮助解决我们在为不断增长的全球人口和发展可再生交通能源提供支持方面面临的21世纪主要挑战。“

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