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在过去的50年里，以较少的土地为基础繁殖的大米，小麦和其他谷物对于养活地球人口至关重要。但是这些作物成本很高：他们对肥料中化学营养素的渴望导致污染，威胁着空气，陆地和海洋。现在，一个科学家团队已经基因工程设计了新的高产谷物品种，这些品种需要的肥料更少，从而可以证明更加环保。
由于育种创新，增加肥料和其他管理技术，20世纪50年代和60年代的绿色革命在全球范围内增强了农业生产。作物产量蓬勃发展，滋养数百万。“那时人们只是想要粮食安全，”中国科学院植物遗传学家傅向东说。但很快就发现氮肥的大量使用会对生态系统造成严重破坏。过量的氮会降低空气质量并引发水中有害的藻类繁殖，通常会对鱼类和其他野生动物造成致命的后果。随着人口及其对食物的需求持续攀升，科学家们一直在寻求在不牺牲作物产量的情况下优化肥料使用的方法。
傅和他的团队认为他们已经找到了谷物基因的关键。他们对36个水稻品种DNA的调查揭示了一个编码生长调节因子4(GRF4)的基因，这是一种增强氮摄取和生长的蛋白质。但是，饥饿的作物也应该将其效率归功于一种叫做DELLA的抑制生长的蛋白质家族，这种蛋白质会产生更小的植物，可以更好地抵御强烈的天气。作者周三在“自然”杂志上写道，利用基因工程，研究小组通过增加GRF4产生基因的表达来提高GRF4-DELLA平衡。研究人员发现小麦的结果相似。新的作物看起来像是双赢的：更有效的肥料消费者，可以蹲下来在风雨中保持直立。
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