2025-12-17
木薯產量與抗旱能力取得突破性進展 最新研究：精準調控鉀離子運輸可提升木薯產量與抗旱能力 成果登《Nature Plants》
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。
本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）、于利希研究中心（Forschungszentrum Jülich），以及國立中興大學（National Chung Hsing University, NCHU, Taiwan）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。
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－紐倫堡大學的 Uwe Sonnewald 教授表示：「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，我們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。國立中興大學的 Wilhelm Gruissem 教授指出：「田間試驗是本研究的核心，證實這些新木薯性狀能在多年間保持穩定。」
凱瑟斯勞滕－蘭道大學的 Ekkehard Neuhaus 教授表示：「本研究展現了從模式植物到全球重要作物之轉譯研究的重要性。」
于利希研究中心的 Uwe Rascher 教授表示：「我們的研究突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，這對於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。」
木薯是熱帶地區近十億人口的主食，特別對撒哈拉以南非洲的小農而言尤為重要。本研究成果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。
此研究由德國埃爾朗根－紐倫堡大學（FAU）W. Zierer 教授擔任第一作者，國立中興大學的 Wilhelm Gruissem 教授擔任通訊作者。
合作夥伴包括美國博伊斯·湯普森研究所(BTI)、英國牛津大學(Oxford)、德國埃爾朗根－紐倫堡大學(FAU)、德國于利希研究中心(FZJ)、德國馬克斯普朗克分子植物生理研究所(MPI-MP)、德國凱瑟斯勞滕－蘭道大學(RPTU)、芬蘭赫爾辛基大學(UH)、瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH)、奈及利亞國際熱帶農業研究所(IITA )與奈及利亞國家根莖作物研究所(NRCRI)以及國立中興大學。本研究部分獲得教育部高教深耕特色中心（前瞻植物與食糧尖端生技研究中心）計畫支持。
研究成果已於 2025 年 12 月 17 日刊登於《Nature Plants》。
論文連結：https://www.nature.com/articles/s41477-025-02159-7#author-information