糖信号处理可以使小麦产量提高12%

来自Rothamsted、牛津大学和Rosalind Franklin研究所的研究人员在《自然生物技术》杂志上发表的研究表明，增强小麦植物的糖信号传导能力可以使产量提高12%。这比目前通过育种实现的年产量增长高出一个数量级。

这种效果是通过将海藻糖6-磷酸（T6P）前信号分子应用于植物来实现的。T6P是一种调节植物相当于“血糖”的信号分子。它是代谢、生长和发育的主要调节因子，包括激活淀粉合成途径，淀粉是世界上最重要的食物碳水化合物。

这种联系是在2006年Rothamsted开始的研究中发现的。现在，在墨西哥CIMMYT和阿根廷INTA进行的为期四年的田间研究证实，这项新技术可以显著提高产量。

小麦具有复杂的遗传学，针对种质资源中的遗传瓶颈进行育种改良远非易事。T6P的化学应用可以作为谷物淀粉生物合成的开关，这是小麦产量的基础。这反过来又刺激了旗叶的光合作用，因为对谷物填充的碳构建块的需求更大。

在受控环境中的实验看起来很有希望，但这项新研究表明，该应用可以在现场条件下实现。T6P不仅在阿根廷试验的四年中每年都提高了小麦产量，在墨西哥CIMMYT的另一年中也提高了产量，而且与降雨量无关，降雨量是限制全球作物产量的主要不受控制的非生物因素。

甚至有可能减少施肥，因为T6P处理会激活谷物中氨基酸和蛋白质合成的基因以及淀粉合成的途径。这很重要，因为新的高产小麦品种的一个主要问题是蛋白质含量的稀释，需要增加肥料来保持面包制作的质量。“从发现到翻译的道路花了25年的时间，”Rothamsted的Matthew Paul博士说，他与Rosalind Franklin研究所和牛津大学的Ben Davis教授一起领导了这项研究。“在蓝天植物研究中，这样的时间框架并不罕见，但我们确实希望人工智能和更快的分析技术等新技术能够加速这一过程。

”在未来几十年里，我们将需要更多这样的创新来创造可持续和有弹性的农业。我非常感谢我优秀的员工、同事和团队，以及UKRI-BBSRC的资助，这使这项工作成为可能。走到这一步是一项艰苦的工作，但也是非常有益的。“

Rothamsted和牛津大学创建了一家衍生公司SugaROx，为农民提供这项研究。该研究论文的主要作者、SugaROx的首席执行官Cara Griffiths博士说：”能够将尖端技术从实验室带到现场，这令人兴奋。获得这种影响往往很难转化为实地，这项工作表明，新型作物投入对提高我们种植系统的产量和弹性具有巨大的希望，这在快速变化的气候中尤为重要。“

”戴维斯教授说：“这项工作提供了一个很好的例子，说明在生命系统内直接选择性操纵关键分子结构，而不是遗传学或基因编辑，可以改变游戏规则。”“共同设计和发现这类新的‘植物药物’非常鼓舞人心。”。p