精準調控鉀離子運輸可提升木薯產量與抗旱能力   興大跨國研究成果刊登《Nature Plants》

精準調控鉀離子運輸可提升木薯產量與抗旱能力 興大跨國研究成果刊登《Nature Plants》

大成報 2025-12-19 16:41

【 大成報記者吳非羽/臺中報導 】木薯供源積儲計畫(Cassava Source–Sink, CASS)國際研究團隊,在木薯改良領域取得重大突破。研究團隊在最新發表的論文中指出,將來自模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)的改良型鉀離子通道基因導入木薯(Manihot esculenta),可顯著提升光合作用效率、同化物運輸能力及貯藏根產量,且在乾旱逆境條件下仍能維持優異表現。

 

興大今(19)日表示,該研究由德國埃爾朗根-紐倫堡大學(Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg, FAU)、凱瑟斯勞滕-蘭道大學(University of Kaiserslautern-Landau, RPTU)、在於利希研究中心(Forschungszentrum Jülich),以及興大的研究人員共同主導。研究結果顯示,透過精準調控鉀離子(K⁺)的運輸機制,即可在不額外增加施肥的情況下、有效提升木薯生產力。

 

而在溫室試驗及多年度田間試驗中,表現非整流型擬南芥鉀離子通道基因變異株(AKT2var)的轉殖木薯植株,顯示出更高的電子傳遞效率與二氧化碳同化速率,並具有更快的韌皮部流速,以及更優化的供源-積儲碳水化合物運輸能力。

 

德國埃爾朗根-紐倫堡大學教授 Uwe Sonnewald 指出,「這項研究是釋放木薯潛能的重要里程碑。透過強化養分運輸與抗旱能力,能提升木薯種植的生產力與氣候韌性——這對全球糧食安全具有關鍵貢獻。」

 

田間試驗在驗證研究成果中扮演關鍵角色。興大教授 Wilhelm Gruissem 強調,田間試驗是該研究的核心,證實這些新木薯性狀能在多年間保持穩定。

 

凱瑟斯勞滕-蘭道大學教授 Ekkehard Neuhaus 則提到,該研究展現了從模式植物、到全球重要作物轉譯研究的重要性。

 

於利希研究中心教授 Uwe Rascher 也分享,該研究凸顯了田間監測的重要性,以及深入理解木薯碳吸收、運輸與儲存之間複雜交互作用的必要性;這對在維持木薯天然抗性的同時優化產量至關重要。

 

他並補充,「能夠參與這項跨領域的植物研究合作,令人振奮,讓我們更接近實現永續產量的目標。」

 

木薯是熱帶地區近10億人口的主食,特別對撒哈拉以南非洲的小農而言尤為重要。該研究成果,則為提升這項重要作物的產量與環境韌性,提供了一條極具前景的途徑。

 

木薯供源積儲計畫(Cassava Source–Sink, CASS),為一項國際研究合作計畫,致力於提升木薯生產力、氣候韌性以及全球糧食與營養安全。該計畫由德國埃爾朗根-紐倫堡大學(FAU)統籌,並由 Gates Agricultural Innovations 資助;合作夥伴包括美國博伊斯·湯普森研究所(Boyce Thompson Institute)、英國牛津大學、德國埃爾朗根-紐倫堡大學與於利希研究中心、德國馬克斯普朗克分子植物生理研究所、德國凱瑟斯勞滕-蘭道大學、芬蘭赫爾辛基大學、瑞士蘇黎世聯邦理工學院、奈及利亞國際熱帶農業研究所(International Institute of Tropical Agriculture, IITA )與國家根莖作物研究所(National Root Crops Research Institute , NRCRI)以及國立中興大學。

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