跳過光合作用 電子農業不在陽光下種植

編譯/高晟鈞

生物工程師提出了「電子農業」的概念,利用太陽能反應將二氧化碳轉化為醋酸鹽來取代光合作用,除了將減少94%的農業用地需求,還能更有效率地生長植物。

電子農業意謂著我們不再需要在陽光下種植植物,而是在受控的室內環境中培育農作物。
電子農業意謂著我們不再需要在陽光下種植植物,而是在受控的室內環境中培育農作物。(圖/123RF)

室內農業:農業的未來

光合作用是植物獲取能量的主要途徑,但效率卻出奇的低──植物只能將大約1%的光轉化為可用的化學能。因此,電子農業的概念便是跳過光合作用,轉而將二氧化碳直接轉化為營養豐富的有機分子──醋酸鹽,並用於培養水耕植物、磨菇、酵母和藻類等等。

電子農業意謂著我們不再需要在陽光下種植植物,而是在受控的室內環境中培育農作物。研究人員表示,倘若全美糧食都採用電子農業進行種植,那麼將能減少94%的農地需求,甚至實現太空食品生產。

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植物的乳糖不耐症

為了將植物基改成攝取醋酸鹽,研究人員正在重啟發芽植物用來分解種子中儲存食物的代謝途徑。當種子發芽後,便會關閉這種代謝途徑,轉而朝向光合作用。因此,重啟這項代謝途徑將能重新喚醒植物利用醋酸鹽,作為能量與碳來源的天然能力。

這非常類似於人類的乳糖不耐症──嬰兒時期的我們能消化牛奶中的乳糖,但許多個體中,此項功能卻在成年後逐漸喪失或被關閉。團隊的初步研究重點將是番茄與生菜,並期待在未來培育如地瓜、木薯等主要糧食作物。目前,研究團隊已經成功基改除光合作用外,還能使用醋酸鹽作為能量來源的植物。研究人員的最終目標是設計出完全以醋酸鹽作為必須能量的植物,這意謂著,植物不需要任何光也能進行培育,也象徵著黑漆漆的室內或許將是未來農業的面貌。

資料來源:ScitechDaily

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