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水稻作为一种作物的重要性——目前它养活了世界一半的人口——推动了旨在提高该植物产量的科学尝试。今年早些时候，两个国际团队公布了两种最丰富的水稻类型的基因组草图序列。现在，《美国国家科学院院刊》本周在线发表的结果表明，科学家们已成功生产出一种转基因水稻，与传统水稻相比，它能在干旱、高盐度和温度变化下更好地生存。
康奈尔大学的阿杰伊·K·加格和他的同事们改造了亚洲常见的籼稻品种，使其产生一种名为海藻糖的糖。虽然这种简单的糖在许多细菌和昆虫中很常见，但很少有植物能够制造这种分子。然而，那些能够制造这种分子的植物被归类为“复苏”植物，因为它们能够在长期缺水的情况下生存，并在水分充足后迅速恢复生机。先前将海藻糖生产基因引入水稻的尝试导致植物不如天然植物那样耐寒。在这项新工作中，科学家们首先融合了来自大肠杆菌的两个合成该糖的基因，然后将它们与所谓的启动子序列一起引入植物。这些序列使研究人员能够控制引入的基因何时何地表达自己。例如，植物的叶子可能会产生海藻糖，而可食用的谷粒则不会。总的来说，携带产糖基因的植物不仅在压力条件下表现更好，而且在正常情况下也表现出更有效的光合作用。（上面的图片显示了暴露于干旱条件下的水稻植物。左边的植物是转基因的。）
尽管研究结果令人鼓舞，但含海藻糖的水稻至少在几年内不会在实验室外种植。“关于海藻糖在重要农作物植物中的作用，我们还有很多需要学习，”加格指出。但是，如果这些植物被判定为安全且大规模生产可行，那么这种改良水稻可能有助于养活世界不断增长的人口。研究合著者吴瑞说：“我们为帮助农作物植物应对环境压力所做的一切，也将提高最需要食物的人的食物质量和数量。”