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中大覓「開關」 助育命硬水稻


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■林漢明展示由3D打印製作的蛋白模型。 黎忞 攝

林漢明破解蛋白結構 農作物遇菌多鹽收成仍佳

香港文匯報訊(記者黎忞)香港中文大學農業生物技術國家重點實驗室大豆研究中心主任、生命科學學院教授林漢明領導的合作研究團隊,近日首次破解水稻YchF類G蛋白之結構與功能,為提升農作物抗病、耐逆能力的科研路向揭開新一頁。有關新發現於上月在國際科學期刊《美國國家科學院院報》刊登。

聯合國估計全球人口將在2050年增至93億人,農作物產量必須在2050年前提升一倍,才能應付人類的糧食需求。不過,農作物產量受惡劣環境及病害所威脅,如乾旱、水澇和鹽分等均威脅茈球96.5%的農地,影響深遠。

為了令農作物變得更堅壯,研究人員要先了解植物複雜的信息傳遞系統。林漢明及其研究團隊利用X光晶體學研究技術及定點突變技術,首次成功解開水稻中YchF蛋白的結構與功能之謎。專家發現,若YchF類G蛋白與ATP(三磷酸鳥銦^及GTP(三磷酸腺銦^這兩種主要幫助能量傳遞與信息傳遞的核隞警畢X後,平時會抑制植物抗病和耐逆的功能,故科學家若可控制這類蛋白,即有助提升植物的抗病耐逆能力,幫助農作物在遇到病菌感染或鹽化土壤等惡劣環境下,仍能保持較高的收成。

X光「照出」影響抗病耐逆「真兇」

林漢明介紹指,是次團隊利用X光晶體學研究技術及定點突變技術,剖析水稻YchF類G蛋白。原理是向目標蛋白的晶體發射X光射線,當X光射線經過晶體,會繞射至不同方向。通過計算X光射線繞射方向,即可確認蛋白質的立體結構。透過分析結構,研究人員確認了水稻YchF類G蛋白能與ATP和GTP結合,並產生對植物抗病和耐逆功能之不同影響。

其實早在數年前,林漢明的團隊已在水稻中發現名為OsGAP1的蛋白,能加速水稻YchF類G蛋白上的ATP和GTP的水解反應,解除它對植物抗病和耐逆功能的負面影響。林漢明指,結合多年研究成果,將會繼續研究如何利用OsGAP1抑制水稻YchF類G蛋白,以提高農產量。

現時上述技術暫適用於梗稻,即大多由中國北方和日本種植的米,而鷜_即較多出產於湖南、泰國等的稻米則未能採用。

林漢明又提到,現時社會上仍對「轉基因」技術抱有懷疑態度,若要在水稻上應用新基因技術,仍要面對不同的安全測試和關卡。

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