研究人员通过入侵植物来提高效率

植物是相当不可思议的，因为它们能够从空气中吸收阳光和二氧化碳，制造糖作为燃料。

在地球历史上的一段时间里，这个过程相对容易，因为空气中有更多的二氧化碳，但当氧气开始占主导地位时，植物学会了过滤氧气分子并抓住珍贵的二氧化碳。这意味着植物在努力制造生存所需能量的同时也在浪费能量——当然，还会产生我们需要的氧气和食物。

在伊利诺伊大学和农业部农业研究局美国能源部的科学家已经破解植物，使通过帮助他们避免抓取那些不必要的氧分子，它们更高效。事实证明，当植物可以更有效地推动自己，他们可以增加40％的生物质。

帮助植物更好地循环利用

为了捕获二氧化碳，植物依赖一种叫做核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶加氧酶的蛋白质，通常叫做Rubisco，因为——好吧，看看它的全名。Rubisco并不是很挑剔，它会从空气中抓取大约20%的氧分子。Rubisco与氧结合的结果是乙醇酸盐和氨，这两种物质对植物都是有毒的。

所以，而不是使用能量来生长的，在处理所述植物接合称为光呼吸作用，其基本上回收这些有毒化合物。回收这些化合物要求工厂通过三个不同车厢在植物细胞移动的化合物，他们回收足够了。这是一个很大的能源白白浪费。

“光呼吸是反光合作用，”保罗南，研究分子生物学家农业研究服务谁在伊利诺伊上实现光合效率增加（RIPE）项目工程，在一份声明中说：．“它消耗了植物宝贵的能量和资源，而这些能量和资源本可以用于光合作用，以促进植物的生长和产量。”

由于回收需要大量能量，一些植物，比如玉米，已经开发出了阻止Rubisco吸附氧气的机制，这些植物比那些没有开发这种策略的植物表现得更好。在野外看到这些进化对策后，研究人员开始尝试简化植物的回收过程。

研究人员转向烟草植物，以开发更有效的光呼吸过程，也需要更少的时间。烟草植物很容易进行基因改造，也很容易种植，而且它们的叶冠层与其他大田作物类似。所有这些特征使它们成为有用的测试对象，比如找出简化光呼吸的最佳方法。

研究人员设计和成长具有独特的基因1200个烟草找到回收的最佳组合。植物被饿死的二氧化碳，以鼓励Rubisco的抢氧气，创造乙醇。研究人员还现场在两年的时间来收集真实世界的农业数据，这些种植烟草作物。

具有最佳基因组合的植物比其他植物早开花一周，长得更高，比未转基因的植物大40%左右。

研究人员发表在《科学》杂志上的一项研究概述了他们的发现．

很长的路要走

这将是很容易认为这只是有点科学胡闹的，因为正如我们都不断地告诉记者，有越来越多的二氧化碳在大气中。它会跟随那么好老的Rubisco不会挣扎尽可能多的与更多的二氧化碳可供选择，对不对？好吧，不太。

“从化石燃料的消耗提升光合作用增加大气中的二氧化碳，使植物使用更多的碳，”阿曼达·卡瓦纳，在伊利诺伊州的一个研究助理解释一职，负责谈话．“你可能会认为，这将解决氧抓错了。但是，较高的温度下，通过光呼吸促​​进有毒化合物的形成，即使二氧化碳水平的两倍以上，我们预计收成将损失18%因为气温会随之升高近4摄氏度。”

和收获产量最终什么使得光呼吸更有效的体现。据卡瓦诺，我们要增加25％〜70％的粮食生产到2050年目前，我们正在失去一年的1480000个亿卡路里未实现小麦和大豆作物有“充足的食物供应”由于低效率的本质光呼吸。这是足够的热量，卡瓦纳写入，养活2.2亿人一年。

这就是为什么研究人员在其他作物，包括大豆，大米，豇豆，土豆，茄子和番茄，以测试他们的基因组合移动。一旦粮食作物已经过测试，机构如美国食品和药物管理局和农业部的美国能源部将测试作物，以确保它们是安全的吃，不会对环境造成危害。这个过程可能需要长达10年，耗资1.5亿$。

这就是我要说的，不要期望茄子在短时间内变大。