美团队设计出可固氮的细菌，下一步要让作物也能用空气「自肥」

　　有种植作物经验的应该都知道，氮（Nitrogen）对植物来说是重要营养之一，虽然大气中富含氮气 78%，除了豆科以外的多数作物还是必须透过土壤才能吸收利用，这也使得氮素肥料的施加变得至关重要。但如果作物能够透过空气自行补充呢？

　　

　　这正是圣路易斯华盛顿大学（WUSTL）研究团队的想法，他们已经设计出能够有效地从空气中吸取氮的细菌，未来的长期目标是开发能够做到这一点的作物。

　　

　　在最近的一项研究中，研究人员编辑了大豆植物使其能含有更多携带氮的蛋白质，结果却使得植物过度活跃。相较之下这种固氮细菌注入种子的技术，可以应用於几乎所有植物。

　　

　　开发能够通过空气自行施肥的植物可以为农业和环境带来许多好处，除了能够提高产量，同时也能减少作物对肥料的需求，而肥料一旦进入天然水道，便会产生环境成本和危险。

　　

　　在这项研究中，WUSTL 团队锁定了一种能够在白天行光合作用并在夜间固氮、被称为 Cyanothece 的蓝绿藻物种，并尝试性的分离固氮基因，再将其拼接到另一种蓝绿藻物种 Synechocystis 中以确定它是否能够提高固氮能力，结果获得了肯定的答案。

　　

　　在刚开始尝试的时候，团队先去除会干扰固氮的氧气并加入 35 个新基因，结果 Synechocystis 开始能够以 Cyanothece 2% 的速率固氮──虽然不是很好，但至少是个开始；在後续将加入的基因删减到 24 个以後，Synechocystis 便能以 Cyanothece 30% 左右的速率进行固氮。

　　

　　这项研究已经发表在《mBio》期刊上，首席研究员 Himadri Pakrasi 认为，这项研究显示他们的植物基因编辑固氮计画是可行的，「我必须说，结果远超乎了我的预期」。

　　

　　Hungry plants could learn a thing or two from nitrogen-fixing bacteria