New Phytologist | 光呼吸捷径：实现高产光呼吸旁路作物的途径和挑战

本文首先介绍了光呼吸作为植物在氧气存在下进行光合作用时不可避免的副反应，会消耗能量和碳，限制作物产量的背景。研究目的在于探讨通过工程化构建“光呼吸捷径”旁路途径，以替代植物天然的低效光呼吸过程，从而减少碳损失和能量消耗，最终提高作物生物量和产量的潜力与可行路径。文章综述了多种已提出的光呼吸旁路策略，包括在不同细胞区室设计更高效的代谢途径，并分析了这些工程途径在提高光合效率、促进生长方面的成效及面临的挑战，例如代谢平衡、转基因稳定性等。结论指出，设计优化的光呼吸旁路是提高作物产量的一种有前景的策略，但将其成功应用于主要作物仍需解决多方面的科学与技术挑战。