生态环境保护部推动绿色水稻技术减少甲烷排放增强粮食安全

在全球气候变化的阴影下,一种新的转基因(GM)水稻可能会显著降低农业活动对地球气候造成的影响。这种新作物通过从大麦中引入DNA,其释放的甲烷——一种强大的温室气体——仅相当于传统水稻的1%,并且能够生产更多的稻米。专家认为,这种方法对于促进粮食可持续发展具有巨大的潜力,但还需要进行更多研究以确定新水稻在实际应用中的表现。

自工业革命以来,甲烷已经导致了约20%的全球变暖。人类活动主要来源是农业,其中包括来自牲畜和部分由水稻产生的大量甲烷。在淹没土壤中缺氧,微生物利用这些条件产生大量甲烷,而植物根部吸收并将其带至茎叶再释放到大气中。

为了减少这一问题,一种方法是暂时排干农田并向土壤加氧,以消灭产生甲烷的微生物。此外,在中国和美国加利福尼亚等地,农民通过给予他们的稻田排水来提高产量,但这实施起来并不容易,并且有风险。如果发生错误,将对土地造成损害。

科学家们一直寻找一种新的、更有效率的手段解决这一问题。2002年,他们发现与谷物含量成正比的是释放出的甲烢。这表明碳被锁定在了米粒中的淀粉之中,不为土壤中的微生物所用。而其他营养物质则有助于能释放甲氯的地球生态系统,同时腐植后也能利用根系腐殖后的碳。

这种新型水稻由瑞典乌普萨拉市农业科学大学植物生物化学家Chuanxin Sun领导的小组培育出来,并使用了来自大麦DNA。大麦DNA发挥着关键作用,因为它控制合成淀粉的一个基因。当Sun与同事发现了一种开启该基因的人工启动子后,他们将其嵌入到了主要类型之一——粳类品种里。

实验结果显示,与传统品种相比,这些GM产品含有的淀粉含量更高,大约占其干重86.9%,而传统品种只占76.7%。根据《自然》杂志网络版报道,该研究成果日前公布。

此外,与传统品种相比,这些GM产品内生成乙醇微生物数量较少,对温室气体以及小块试验田进行测量证实,从0.3%到10%不等。一方面Sun表示越是在炎热季节,乙醇减少就越明显,使得这些改良作物成为一个更有价值工具来缓解碳排放;另一方面,加州大学戴维斯分校农学家Bruce Linquist提醒说,即使如此,这样的减排效果可能不会在实际应用中达到预期效果。他指出:“这些削减是巨大的。”

此外,还有一点值得注意,那就是这种改良作物不仅可以帮助减少温室效应,而且能够提升粮食安全。一项对生产力的测量显示,每株植物从16克增长到了24克,是一个巨大的增加。这让Sun感到深深震撼。但他和其他学者一致认为,还需要进一步研究以确保这种趋势保持稳定性,并适用于现实世界中的场景。