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单基因编辑让水稻长出C4叶片结构

编辑一个质子泵基因,水稻束鞘细胞变短、叶绿体聚集,呈现典型C4特征,有望提升光合效率。

C4光合作用能显著提高水、氮和光能利用效率,使作物产量提升约50%。但将C4性状引入C3作物需要协调叶片解剖结构和细胞特化功能。近日,一项预印本研究报道,在C3水稻中编辑一个编码质膜质子ATP酶的基因OSA3后,束鞘细胞长度缩短,细胞壁酸化减弱,同时叶绿体分布发生变化,呈现出C4植物特有的束鞘细胞特征。该发现表明,单基因操作即可启动C4解剖结构的形成,为未来通过遗传改良提高水稻等C3作物产量提供了新思路。不过,该研究尚未经过同行评审,相关结论有待进一步验证。

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