JIPB | 华南农业大学彭新湘与张智胜团队创建依赖于光呼吸的甜菜碱合成途径提升水稻光合固碳效率与穗粒数

本研究由华南农业大学彭新湘与张智胜团队进行，旨在通过构建依赖于光呼吸的甜菜碱合成途径来提升水稻的光合固碳效率和穗粒数。光呼吸是植物在光照条件下吸收O2并释放CO2的过程，尤其在逆境条件下会显著增加光合产物的损耗。研究团队通过基因工程手段，在水稻线粒体中构建了一条新的光呼吸代谢支路，利用光诱导型启动子和线粒体定位信号序列，将光呼吸生成的甘氨酸分流用于合成甜菜碱，从而减少碳素损失。实验结果显示，工程水稻的光合效率、叶片淀粉和蔗糖含量显著提高，同时穗粒数也大幅增加，尽管结实率有所下降。该研究为未来农作物高光效改良提供了重要的技术储备。