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中、瑞、美科学家联合破解稻田甲烷减排难题

时间:2015年7月27日 浏览:1567 次
    记者从福建省农业科学院获悉,中国、瑞典和美国科学家联合研发出能减少甲烷排放的水稻技术,“转录因子生成低甲烷高淀粉水稻”这一重大研究成果发表在最新一期的国际权威杂志《自然》主刊上。
      
      据福建省农业科学院生物技术研究所所长、课题主持人之一王锋先容,课题组通过分子生物技术,从大麦中找到一个外源基因植入水稻,有效减少了稻田甲烷的排放,这对保护地球环境与减少碳排放具有重大的科学意义。
      
      供职于瑞典农业科学大学的科学家孙传信说,甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,占温室效应的20%,而稻田是最大的绿色甲烷排放源,稻田甲烷产生的温室效应相当于汽车工业排放量产生的温室效应的四分之一。
      
      孙传信说,甲烷是由甲烷菌代谢产生的,甲烷菌利用水稻根周围的营养物和分泌物作为底物,厌氧发酵形成甲烷,而这些底物来自于光合作用产生的碳水化合物。
      
      通过九年的努力及大量前期工作,课题组将大麦中的转录因子植入水稻,成功地调节了水稻中碳水化合物的分配,使碳水化合物更少地运输到地下部,从而减少甲烷的排放;同时更多的碳水化合物被运输到地上部,增加了稻粒中淀粉的含量。
      
      “该课题独创性地解决了人类面临的两大问题,一是温室气体排放的问题,二是增加了作物产量,解决了粮食安全问题。”王锋说。
      
      课题组实验数据显示,该项新技术在夏季能减少排放90%甚至更多的稻田甲烷,在秋季能减少50%以上的甲烷排放。同时,小规模的田间实验表明,该技术能帮助水稻千粒重提高1-2克,单粒淀粉含量提高10%以上。
      
      振奋人心的消息是,气温越高,使用该技术的稻米甲烷减排效果越显著,也就是说,在未来全球变暖大背景下,该技术能有效抵消全球变暖的效应。
      
      据先容,该成果的独创性意义还在于,以往科学家为了控制稻田甲烷,主要是通过改变植物栽培方式,如控制水分、增加氧气等,或者控制土壤中甲烷菌数量,然而这两种方法都无法取得持续性突破。而新技术从植物本身入手解决这个问题,为该领域研究开辟了新的道路。
      
      王锋说,课题组将进行一系列后续研究,与应用结合,进一步明确该技术在不同稻区、不同季节、不同栽培方式、不同品种的甲烷减排效果。“其实大家只是提出了一种新的理念,距离选育出可大规模推广的品种还很远,但至少大家看到了新的曙光。”
      
      据农业部统计,2014年,中国水稻总产量2.09亿吨,全球水稻总产量约7.34亿吨。若该成果应用研究取得突破,选育出甲烷减排的水稻新品种,按减排50%推算,预计每年将使中国稻田甲烷排放减少1464万吨,全球稻田甲烷排放减少5136万吨。
      
      该课题由中国福建省农业科学院、瑞典农业科学大学和位于华盛顿州的美国太平洋西北国家重点实验室联合完成,福建省农科院是第一实行单位和第一编辑单位。
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