概述
從工業革命以來,甲烷已經導致了約20%的全球變暖。由人類活動造成的主要甲烷來源是農業,多來自於牲畜的腸道與糞便,還有便是水稻。
因此人們一直渴望出現一種新的水稻。2002年,科學家注意到,水稻具有的穀物越多釋放的甲烷就越少。這是因為碳都被鎖在了米粒的澱粉之中,而無法供給土壤中的微生物。
2003年,Sun與同事發現一種所謂的轉錄因子,它能夠開啟合成澱粉的基因。研究人員添加了另一段DNA序列,稱為啟動子,從而確保澱粉主要被生產於植物的種子當中。隨後他們將這個聯合體嵌入一個主要類型的水稻——粳稻。
這種新水稻是由烏普薩拉市瑞典農業科學大學植物生物化學家ChuanxinSun率領的研究團隊培育出的。而其中發揮主要功效的則是大麥DNA。
產生甲烷的原因
普通水稻
水稻大部分生長在淹水土壤中,這裡缺少氧氣,是生產甲烷的微生物的理想的“家”。稻田排放的80%至90%的甲烷是由生長在植物根部的微生物產生的;其中一些氣體溶解於水,但大部分甲烷與水一道被植物的根吸收,隨後傳送到莖和葉,並最終逃逸到大氣中。
GM水稻
與傳統水稻相比,生存在GM水稻根系中的生成甲烷微生物的數量要少得多。對溫室氣體以及小塊試驗田進行的測量證實,基於不同的季節,GM植物釋放的甲烷從0.3%到10%不等。
Sun說,越是在炎熱的季節,甲烷的減少就越明顯,這使得GM水稻在全球變暖的背景下成為減緩碳排放的一個更有價值的工具。
另外,GM稻種的澱粉含量更高,大約占其乾重的86.9%,相比之下,傳統水稻僅占76.7%。
質疑
加利福尼亞大學戴維斯分校農學家BruceLinquist表示:“在實驗室中這種GM稻削減是巨大的。”但他同時懷疑在實際種植中甲烷的減排可能沒有這么明顯。Linquist表示:“我看過很多在控制情境中有希望的東西,在實地中卻不靈了。”