为水稻造一座“微型固氮工厂”

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

  光明网科普事业部

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)

联合出品

中国科协科普部

中国农业生物技术学会

光明网

为水稻造一座“微型固氮工厂”


(来源:光明网)
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