成都生物所成功开发高淀粉浮萍生产技术：10天淀粉含量达70%以上，或开辟新的粮食生产方式
来源：生物资源利用中心
作者：靳艳玲
时间：2025-08-18
在耕地资源愈发紧张、传统粮食增产空间逐渐收窄的当下，中国科学院成都生物研究所的一项研究有望为粮食安全与绿色农业发展开启全新篇章。中国科学院成都生物研究所赵海研究员带领团队，凭借不懈努力，从全球最大的浮萍活体资源库中开展系统筛选工作，最终锁定了浮萍科水生植物Landoltia punctata。通过对培养条件进行优化，建立起一套高淀粉浮萍培养技术体系，仅需10天就能将浮萍全植株的淀粉含量由7%提升至总干重的72.2%，年亩产淀粉超过2.5吨。
这套创新技术体系的核心在于“营养限制+理化调控+高浓度CO?补充”的协同作用。通过营养限制抑制木质素、蛋白质等的合成，将光合产物集中导向淀粉合成；通过理化调控提升淀粉合成关键酶的活性；通过CO?补充提高光合作用底物的有效浓度。值得一提的是，整个技术体系操作简便，易于推广应用。
与传统粮食作物相比，浮萍70%以上的淀粉含量远超目前主要粮食作物，以玉米为例，虽然约70%的淀粉集中在籽粒中，但按全植株计算，淀粉含量仅为20%。此外浮萍的收获指数接近于1，且不受季节限制，可全年实现生产。按现有数据估算，若该技术得以推广应用，每公顷土地年产淀粉量可达38吨，远远高于现有农作物。同时浮萍在高CO?环境下光合效率显著提升，每公顷年固碳量超过100吨，堪称优异的碳汇植物。
淀粉作为人类粮食的主要成分，为全球提供了约80%的卡路里来源。目前，小麦、玉米、水稻等主粮是淀粉的主要供应作物。然而，在土地、水资源、化肥以及气候变化等多重因素的制约下，传统作物实现高产稳产面临前所未有的压力。对中国这个人口大国而言，保障粮食安全更具有紧迫的现实意义。该技术体系的成功研发，为粮食生产提供了一种有别于传统农耕的新模式，成为"藏粮于技"战略的新选项，将有力推动农业绿色转型。浮萍的生物学特性，使其具备易于工厂化生产的优势，可作为“农业生产工业化”的范式。此外，其超强的碳汇能力，也将为实现“双碳”目标发挥重要作用。
该项成果已授权发明专利6件（ZL201810665938.3；ZL201710855019.8；ZL201710853398.7；ZL201710853348.9；ZL201410198497.2；ZL201310603781.9），并以Duckweed: a starch-hyperaccumulating plant under cultivation with a combination of nutrient limitation and elevated CO?为题，发表于Frontiers in Plant Science。
原文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1531849
"营养限制+理化调控+高浓度CO?补充"技术处理下少根紫萍的糖合成与转运
