丹佛斯植物科学中心将领导多机构研究项目以改善生物能源作物的水分利用
7 十二月 2022 
Ivan Baxter, Donald Danforth 植物科学中心
首席研究员 伊万·巴克斯特, 博士, 会员, 唐纳德·丹佛斯植物科学中心，将引领五年， $16万元多机构项目 加深对高粱（一种多功能生物能源作物）水分利用效率 (WUE) 的理解。该项目由美国能源部生物系统设计支持安全生产下一代生物燃料、生物产品和生物材料计划资助，将侧重于利用植物生理学、遗传学、基因组学、基因组工程、合成生物学和建模的综合工程方法.
水是作物生产的主要限制因素。水分从土壤中通过茎和叶运动到空气中，将养分输送到植物身上。作物灌溉消耗了 80% 的全球淡水。巴克斯特说：“为了在经济上可行并具有环境效益，用于生物能源生产的作物需要种植在水供应不足或太不一致以支持传统粮食作物生产的地方。”
生物能源作物的产量，例如 双色高粱, 通过育种和改良农艺增加了。然而，一定用水量所产生的生物质量一直保持不变。
作为该项目的合作者加入 Baxter 的还有斯坦福大学的 Jennifer Brophy 和 José Dinneny 博士； Asaph Cousins，博士，华盛顿州立大学； Andrew Leakey，博士，伊利诺伊大学厄巴纳分校； Albert Kausch，罗德岛大学博士； Todd Mockler，丹佛斯中心博士； Sue Rhee，博士，卡内基科学研究所；和 Dan Voytas，博士，明尼苏达大学。该团队将重点关注限水生产的三个主要控制点：增强根部对可用水的获取，减少植物用于交换水和二氧化碳的孔隙用水2，并改善光合碳同化。联盟内部的工作旨在确定影响每个过程的主要瓶颈，并通过工程方法解决这些问题。
该团队将与高粱和密切相关的模型植物并行工作， 狗尾草，它更小，增长更快，可以进行快速测试。在这两个物种中，遗传学、基因组学和生物信息学将用于识别可能影响控制点的新基因。将开发合成生物学方法来控制基因在植物中表达的时间和位置，并将使用建模来确定最佳方法。新的工厂改造方法将用于加速评估周期，快速从构思到实施。 “将‘设计-构建-测试-学习’循环与模型和作物物种的平行研究相结合，将能够实现快速实验迭代，从而更快、更显着地提高生物能源原料的用水效率，”Baxter 说。
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