转基因大米需要更少的肥料，生产更多的食物｜2022 年 7 月 29 日下午 1:51 
氮肥是由天然气制成的。开采和燃烧天然气正在危害我们星球上的生命，因此我们可能应该停止这样做（或至少尝试大幅削减）。但是粮食作物，就像所有植物一样，需要氮。这是一个相当大的难题，特别是因为依赖这些作物的人口将在未来几十年内增长，而耕地面积将下降。
作为回应，中国的基因工程师一直在开发用更少的氮就能茁壮成长的作物，他们培育出的水稻产量比普通水稻高 40% 到 70%。每枝粒数较多，粒粒较大，较密，开花较早。目前用于谷类作物的大多数育种方法只能提高不到 1% 的产量，所以这是一个相当大的问题。
科学家们首先研究称为转录因子的蛋白质，这些蛋白质通常控制一组基因的表达，这些基因通常涉及单一生理功能的不同方面。在这种情况下，重点是已知调节光合作用的转录因子。
为了找到完美的目标，研究人员筛选了一组 118 个转录因子，这些转录因子先前已被确定为调节水稻和玉米的光合作用，以找到任何在光照和低水平氮的反应中也被上调的转录因子。当他们找到一个时，他们产生了大量的转基因水稻品系。像这样过度表达转录因子而不是它控制的单个基因，就像要求与经理交谈，而不是在不同部门的各种客户服务代表之间跳来跳去。
将由此产生的水稻种植在不同环境条件的田间：北京附近的温带田地、海南省的热带田地和浙江省的亚热带田地。
在三年的时间里，所有的水稻都表现出增强的光合能力和提高的氮利用效率。与野生型水稻相比，它们具有更多的叶绿素和更多更大的叶绿体。与野生型水稻相比，它们的根部对氮的吸收效率更高，并且与野生型水稻相比，它们将氮从根部输送到枝条的效率更高。这提高了它们的谷物产量，即使在植物用较少的氮肥种植时也是如此。
对水培和稻田中种植的转基因植物进行了其他实验，结果同样出色。在更高级的水稻品系（粳稻，与其他大部分实验中使用的普通水稻相反）以及小麦和拟南芥（植物生物学中最常用的模式生物）中过度表达相同的转录因子对那些重要的植物也有类似的影响。
这种转录因子上调了 345 个基因的活性，其中大多数已知对盐、干旱和寒冷胁迫作出反应。当科学家们过度表达其中一种基因时，一种与早期开花有关的基因，植物确实开花得更早，但它们变得矮小并且谷物产量降低。这可能是因为与转录因子赋予的增强的碳和氮利用隔离的早期开花性状不允许植物在其缩短的生长时间内积累足够的资源。
作者建议可以使用基因组编辑而不是他们依赖的转基因技术在其他作物中过度表达这种转录因子，这样他们也可以获得更高的产量。在生长季节和田间空间可能受到限制并且氮肥可能变得稀缺的情况下，此类栽培品种可能会派上用场。