生活在現代，對我們來說最方便的大概就是隨手可得的飲食了。多種選擇的便利和低廉的價格可能讓我們很難理解世界糧食的供應和來源是壹個影響未來人類生存的重要問題。但這其實是壹個全世界都在面臨的長期問題。氣候和環境的變化，預期壽命的延長使得世界人口急劇增加……等等，使得人類的數量與食物的增長速度不成正比。幸運的是，科學家們為我們做好了居安思危的準備，在問題還沒有蔓延到不可收拾的地步之前，從創新的角度和方向，積極想辦法阻止未來可能形成的糧食危機。在這篇文章中，我們將了解糧食問題的重要性，以及科學如何從最新的基因技術“超級光合作用”中提出可能的解決方案。
妳知道氣候變化導致的厄爾尼諾現象導致了非洲30年來最嚴重的幹旱嗎？2016年，美國國際開發署(USAID)提供近6543.8億美元(約新臺幣33億元)，為埃塞俄比亞10.2萬人提供緊急糧食援助。這場無聲的危機，不僅僅發生在非洲，還會蔓延到整個地球，因為厄爾尼諾現象還可能造成東南亞和澳大利亞的幹旱，以及南美的暴雨，進而導致大米、小麥和糖的產量大幅下降。因此，即使是產糧國也要防範可能出現的糧食危機。
另壹方面，醫學技術的進步提高了人口的增長率，但重要農作物的產量和增長率卻遠遠趕不上全球人口的增長率。再者，即使是臺灣省，糧食自給率也在逐年下降，2015年達到33.3%，遠低於30年前的56%。我們過於依賴糧食進口，壹旦進口糧食來源短缺，我們可能馬上面臨糧食危機。
超級光合作用的高級基因工程可以提高作物產量，基因工程的最新研究突破可能給上述危機帶來曙光。隨著基因測序的普及，更多的生物基因被解碼。最近，遺傳學家宣布，他們在轉基因水稻的研究方面邁出了壹大步。因此水稻可以像玉米和雜草壹樣更有效地吸收所需的陽光能量，快速生長，大大提高了生長效率。通過科學家的努力，這個跨越8個國家12個實驗室的研究團隊克服了壹個重大障礙，大大提高了水稻的產量，未來也可能應用於小麥。這兩種人類賴以為生的糧食作物占全球主要糧食作物的近40%，產量正逐步趨於平緩，越來越難以滿足快速增長的糧食需求。
簡單地說，植物可以分為C3、C4和卡姆。C3的植物可以進行光呼吸，而C4的植物不能。C3植物，如水稻、小麥、豌豆等。，大多是溫暖和寒冷地帶的植物，地球上約95%的植物是C3。C4的植物有甘蔗和玉米，主要分布在熱帶地區。CAM主要是仙人掌、龍舌蘭等多肉植物。幾乎所有的C3植物在進行光合作用時，如果光照太強，溫度太高，氣孔就會關閉，以避免水分的流失。結果光呼吸只能產生CO2而不能產生能量，使得光合作用的效率降低，對植物的生長沒有幫助。相反，C4植物具有更高的光合效率。這種光合作用的“超級加速”過程被稱為C4光合作用，通過捕獲二氧化碳並將其集中在葉細胞中來加速植物的生長。讓光合作用更有效率。這就是玉米和甘蔗生長如此高效的原因。如果水稻通過C4光合作用生長，它將能夠在短短幾周內超過目前的水稻。研究人員計算出，具有C4光合作用的水稻和小麥的產量每公頃將增加約50%，這將使使用更少的水和肥料生產相同數量的食物成為可能，希望解決氣候變化造成的糧食危機。
然而，目前科學家遇到的困境是，盡管基因發生了變化，但水稻植物仍然主要依賴於它們通常的光合作用形式。為了讓水稻完全切換到新的光合作用模式，研究人員需要在細胞中進行更精確的排列。新的基因組編輯方法使科學家能夠準確地修改植物基因組的部分內容，並壹次在植物中進行幾十種基因改變。輕松改變大量基因，大大改善傳統農業育種方法的緩慢和不足。
雖然這種先進的基因工程，增壓光合作用，將真正使農民普遍受益，但它可能需要幾年的研究和發展。當然，重組植物進行光合作用是非常復雜的。但是壹旦科學家們消除了C4光合作用技術的所有這些問題，許多作物，包括小麥、土豆、西紅柿、蘋果和大豆，都有望加入快速增長的行列。當然，現在人們對轉基因作物仍有許多疑慮。不壹定，轉基因作物是唯壹的解決辦法。無論如何，未來在氣候變化的威脅下，如何安全成功地解決食物來源，是壹個值得深入探討和思考的話題。
En.wikipedia/wiki/C4_carbon_fixation科技評論/s/535011/增壓-照片合成/植物生理學/content/1/56 . full kachwanya/2015/02/20/idea-Friday-增壓-光合作用-解-零星-饑餓-遊戲-肯雅/
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