光合作用提高农作物产量的方法：光合作用可以提高农作物产量

光合作用提高农作物产量的方法：光合作用可以提高农作物产量在两个光系统内部，阳光被捕获并转化为化学能，可用于光合作用的其他过程。在这项研究中，研究小组通过解决两个限制因素将作物的生长提高了27％：一个在光合作用的第一部分，其中植物将光能转化为化学能，另一个在第二部分中，二氧化碳被固定为糖。光合作用是一种自然的，由阳光驱动的过程，所有植物都使用这种过程将二氧化碳固定为糖，从而为生长、发育和最终产量提供燃料。当供应、运输渠道和可靠的机械受到限制时，工厂的生产率就会下降。为了找出限制光合作用的因素，研究人员对这一过程的170个步骤进行了建模，以确定植物如何更有效地生产糖。

植物是从光和二氧化碳中获取收益的工厂，但是这种复杂过程的一部分（称为光合作用）由于缺乏原材料和机械而受到阻碍。

为了优化生产，埃塞克斯大学的科学家们解决了两个主要的光合作用瓶颈，根据《自然植物》上发表的一项新研究，该植物在现实世界的田间条件下可将植物生产力提高27％。

这是实现提高光合作用效率（RIPE）的研究项目的第三项突破；然而，这种光合作用的方法也可以节约用水。

RIPE项目是由伊利诺伊大学领导的一项国际努力，旨在通过改善光合作用来发展更多的农作物。

光合作用是一种自然的，由阳光驱动的过程，所有植物都使用这种过程将二氧化碳固定为糖，从而为生长、发育和最终产量提供燃料。

当供应、运输渠道和可靠的机械受到限制时，工厂的生产率就会下降。

为了找出限制光合作用的因素，研究人员对这一过程的170个步骤进行了建模，以确定植物如何更有效地生产糖。

在这项研究中，研究小组通过解决两个限制因素将作物的生长提高了27％：一个在光合作用的第一部分，其中植物将光能转化为化学能，另一个在第二部分中，二氧化碳被固定为糖。

在两个光系统内部，阳光被捕获并转化为化学能，可用于光合作用的其他过程。

一种称为质体蓝蛋白的转运蛋白将电子转移到光系统中，以推动这一过程。

但是质体蓝素对其在光系统中的受体蛋白具有很高的亲和力，因此它会四处徘徊，无法有效地来回穿梭电子。

该团队通过帮助质体蓝素通过添加细胞色素c6（一种在藻类中具有类似功能的更有效的转运蛋白）来分担负载来解决了第一个瓶颈。

藻蓝蛋白需要铜，细胞色素需要铁才能发挥作用。

根据这些营养素的可用性，藻类可以在这两种转运蛋白之间进行选择。

同时，该团队通过增加一种叫做SBPase的关键酶的数量，并借用了另一种植物的其他细胞机制，改善了Calvin-Benson循环中的光合作用瓶颈（其中二氧化碳被固定在糖中）和蓝细菌。

通过添加“细胞叉车”将电子传送到光系统和“细胞机械”中以进行加尔文循环，研究小组还提高了作物的水分利用效率，即提高了植物的水分利用效率。

造成这种额外改进的机制尚不明确，但是科研人员正在继续探索这一机制，以帮助我们理解其原因和工作方式。

将这两项改进结合在一起，已证明可将温室中的农作物生产率提高52％。

更重要的是，这项研究表明，在田间试验中，农作物的生长最多可增加27％，这是对任何农作物改良的真实考验，证明这些光合作用可以在现实世界的生长条件下提高农作物的产量。

这项研究提供了令人激动的机会，可以将三种已确认的独立方法结合起来，使作物生产率提高20％。

他们的模型表明，将这一突破与RIPE项目先前的两个发现相结合，可以使粮食作物的增产总计提高50％到60％。

RIPE的第一个发现发表在《科学》杂志上，帮助植物适应了不断变化的光照条件，从而使产量提高了20％。

该项目的第二个突破，也发表在《科学》杂志上，为植物如何应对光合作用的故障创造了捷径，从而将生产力提高了20％至40％。

接下来，研究小组计划将这些发现从烟草中转化出来，烟草是本研究中用作遗传改良试验床的模型作物，因为它易于加工、生长和测试。

实现提高的光合作用效率（RIPE）旨在改善光合作用，为世界各地的农民提供高产作物，以确保每个人都有足够的食物过上健康、多产的生活。