经过基因重编程之后,原本容易“摆烂”的固氮菌,被改造成水稻根部稳定运行的微型“固氮工厂”。
大豆依靠根瘤菌自给氮肥,可水稻、玉米等禾本科粮食作物,无法形成根瘤。但科学家发现,水稻根系表面寄居着一类联合固氮菌,它们同样具备固氮能力,有希望成为水稻的天然肥料来源。
但天然的联合固氮菌有致命短板,它和水稻之间共生关系松散,固氮效果极不稳定。土壤里只要残留少量氮肥,固氮酶就会被抑制,细菌直接“罢工”,失去固氮本领。这也是天然固氮菌很难直接在大田推广的关键阻碍。
科研人员借助合成生物学,给固氮菌开展三层人工改造。首先设计耐氨功能模块,让细菌即便处在高氮土壤环境,依旧维持较高固氮活性;其次改造菌株,让固氮产生的铵主动分泌到细胞外,供给水稻吸收;同时改良水稻植株,提升水稻吸收铵的能力。把改造后的工程菌与改良水稻搭配,搭建高效联合固氮体系。
经过基因重编程之后,原本容易“摆烂”的固氮菌,被改造成水稻根部稳定运行的微型“固氮工厂”。这项技术有望在田间实现节肥增产,降低氮肥投入。
监 制
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科学审核
燕永亮
中国农业科学院生物技术研究所研究员
策 划
宋雅娟 肖春芳
编 导
肖春芳
文字编辑
霍宇晗(实习)
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