英国洛瑟姆斯特德大学、牛津大学和罗莎琳德·富兰克林研究所的研究人员在《自然生物技术》杂志上发表重要研究成果，指出通过增强小麦植株的糖信号传递能力，可使小麦产量最高提高12%，这一增幅比目前通过育种实现的年产量增幅高出一个数量级。

该成果的实现得益于在植物上施用海藻糖 - 6 - 磷酸(T6P)预信号分子。T6P是一种关键的信号分子，它调节着植物体内相当于“血糖”的物质，是调节新陈代谢、生长和发育的主要调节器，能够激活淀粉——世界上最重要的食物碳水化合物的合成途径。这一联系早在2006年于洛瑟姆斯特德开始的研究中就已被发现。

目前，在墨西哥CIMMYT和阿根廷INTA的田地中进行了为期四年的实地研究，证实了这项新技术可大幅提高小麦产量。小麦遗传学复杂，针对种质资源中的遗传瓶颈，通过育种进行改良难度较大。而T6P的化学应用可作为小麦籽粒中淀粉生物合成的开关，淀粉生物合成是小麦产量的基础，同时还能刺激旗叶的光合作用，因为籽粒灌浆对碳构件的需求增加。

此前在受控环境下的实验虽前景光明，但此次新研究表明，该应用在田间条件下同样有效。T6P不仅在阿根廷四年的试验以及墨西哥CIMMYT另外一年的试验中提高了小麦产量，而且其增产效果不受降雨影响。降雨是限制全球作物产量的主要非生物因素，这意味着该技术具有更强的稳定性和适应性。

此外，由于T6P处理能够激活谷物中氨基酸和蛋白质合成基因以及淀粉合成途径，甚至有可能减少施肥量。高产小麦新品种常面临蛋白质含量稀释的问题，需要增加施肥量才能保持面包品质，而这一发现为解决该问题提供了新思路。

“从发现到转化，这条路花了25年，”洛瑟姆斯特德大学的马修·保罗博士感慨道，他与罗莎琳德·富兰克林研究所和牛津大学的本·戴维斯教授共同领导了这项研究。他还表示，虽然这样的时间框架在“蓝天植物”研究中并不罕见，但希望人工智能和更快的分析技术等新技术能够加速这一进程。

面对未来几十年打造可持续且富有韧性的农业的需求，需要更多类似创新。洛瑟姆斯特德和牛津大学为此成立了一家衍生公司SugaROx，旨在将这项研究成果推广给农民。该研究论文的主要作者、SugaROx首席执行官卡拉·格里菲斯博士表示，将尖端技术从实验室应用到田间令人兴奋，这项研究表明新型作物投入品在提高作物产量和抗逆性方面潜力巨大，在快速变化的气候条件下尤为重要。

戴维斯教授也指出，这项研究提供了一个绝佳案例，证明在生物系统内部直接选择性操控关键分子结构，而非通过遗传学或基因编辑，就能带来巨大变化，共同设计和发现这类新型“植物药物”令人振奋。

更多信息： 膜通透性海藻糖-6-磷酸前体喷雾可提高田间小麦产量。《自然生物技术》。