（2024年12月17日发表）
摘要参考翻译：到本世纪中叶，全球粮食需求可能会增加60%。如何在气候不断变化的情况下利用更少的土地来满足这一需求是一项核心挑战。几乎所有作物的碳固定均依赖Rubisco（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶），其催化效率低、易与氧反应，是叶片氮的主要成分。开发更高效的Rubisco形式，或在C3作物中引入CO2浓缩机制以抑制氧化反应，是当前的主要研究方向，这可能显著提高光合生产力（≥60%）。尽管新技术正使这一目标逐步接近现实，但相关改进仍处于发现阶段，尚未实际应用。提高叶片Rubisco含量是一项更简单的短期战略，可填补这一时间差，但生产力提高幅度较小（约10%）。初步田间试验表明，此方法能够提高C3和C4作物的生产力。结合三维叶冠与代谢模型推算，Rubisco含量增加20%可使甘蔗（C4）冠层光合作用提高14%，大豆（C3）提高9%。这一结果与水稻、玉米、高粱和甘蔗中观察到的生产力提升相一致。研究表明，上调Rubisco无需增加单位产量的氮素需求，虽然目前通过转基因实现，但未来可通过基因编辑获得不含外源基因的功能增益突变，或通过育种手段实现。
Rubisco含量增加20%后提高甘蔗冠层CO2同化速率的效果
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