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中科院上海生命科学研究院计算生物学研究所与美国博伊斯·汤普森植物研究所近日联合启动一项科学联盟研究计划，旨在改造水稻的光合作用模式，从而大幅提高水稻产量。水稻是全球最重要的粮食作物之一，约一半以上人口以水稻为主食。通过提高光合作用效率实现增产并兼顾品质安全，是极具挑战性的课题。中美两大科研机构的合作将为破解这一世界性难题迈出重要一步。

该工作由计算生物学所研究员朱新广与博伊斯·汤普森植物研究所博士Tom Brutnell共同领导，并得到比尔及梅琳达·盖茨基金会的资助，有望使水稻产量提高40%～50%。在农作物光合作用中，玉米、高粱等C4植物的光能转化效率显著高于水稻、小麦等C3植物，同等条件下前者产量更高。科学家发现，C4植物比C3植物多了一套“生物装备”，能将二氧化碳分子富集到RUBISCO周围，促使其高效固定二氧化碳，从而提高工作效率。

去年4月，盖茨基金会决定投资启动为期15年的“C4水稻”计划。朱新广表示：“如果‘C4水稻’计划取得成功，将使水稻产量提高40%～50%，同时提升对化肥和水的利用效率，减少作物生长对化肥和水的依赖。”培育“C4水稻”可通过转基因或杂交方式实现，后者通过杂交将玉米的C4模式移植到水稻中。Tom Brutnell强调，为确保下一世纪全球粮食安全，该项研究已迫在眉睫，势在必行。