蛋白質工程能否改變水稻的器官結構從而實現「畝產萬斤」（氣體環境和光照條件用人工大棚和電燈進行調整）？

01-15

比如，通過設計葉面的面積和葉綠體結構，和果實生成澱粉的結構，突破自然條件下光合效率極限瓶頸，提高水稻的最高單位產量，從而從根本上提高農業產量？
ps:
首先，我認為如果真的要實現這個目標，就應該就其本身的要求來實現，也就是說，沒有提成本（商業推廣永遠是滯後的），沒說要來給人吃；
其次，就光合作用的本質原理來說，沒人說一定要用大氣環境和自然光來進行光合作用，如果不考慮成本，完全可以在大棚內調整氧氣和二氧化碳濃度，使用電燈光來調整光強和光照時間，溫度濕度什麼的包含在大棚功能內。
第三，得出結論，初步目標應該就是，給定一塊一畝的實驗田，使用蛋白質工程設計的水稻和人工加氧加二氧化碳的大棚與人工調光強光照時間的電燈，實現一個生命周期超過萬斤的澱粉質量生成，就算實現目標。

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蛋白質工程：以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關係作為基礎，通過化學、物理和分子生物學的手段進行基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或製造一種新的蛋白質，以滿足人類對生產和生活的需求。

https://wapbaike.baidu.com/item/%E8%9B%8B%E7%99%BD%E8%B4%A8%E5%B7%A5%E7%A8%8B/887106

如果沒有研發時間限制（如要求20年以內），沒有技術手段限制（如允許轉基因），沒有成本限制（如允許人工加CO2增光），我認為是可以實現畝產萬斤的。

「蛋白質工程」應該是指基因工程吧？

ok, 我們算算數學題。

單位面積產量= 有效穗數 * 穗粒數 * 結實率 *粒重。

每畝萬斤即5000 kg，按每畝基本苗2萬株，相當於單株產量要達到250 g。

假設粒很大，千粒重達到30 g，結實率高達85%，每株要9800粒。再細分，每株10個穗子，平均每穗980粒。

如果按單株算，把水稻改造成C4植物，再加上各種**工程設計，理論上能達到；

但種植成群體，產量就不是簡單的單株相加了。

現在的水稻高產試驗最高單產大概每畝1200 kg吧，要提高到每畝5000 kg，基本上是無法實現的。

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ps,

蛋白質工程，是哪裡來的概念？在作物上有這個概念的應用嗎？

中國就是喜歡炒作新概念，這點很不好。什麼分子設計育種、生物技術育種等等，都是空洞得很。

看看人家國外跨國種子公司在做什麼？

Doubled haploid + Genomic selection + Transgenic + Data science

不要只會蒙著眼睛說monsanto在謀害中國人，得去看看人家做了什麼、滿足了中國多少需求。

中國的一大幫專家，搞什麼分子育種還僅停留在基因克隆層面，搞轉基因還只不過是為了發發SCI論文，跟育種實際相差得很遠。

作業請自己寫

謝邀，不懂

如果能夠人工改變葉綠素的結構使得光能轉換率達到100%，然後更改葉片結構由線性變成片狀，增大受光照面積，更改儲存運輸蛋白的結構提高能量沉積比率，畝產萬斤不是夢，也不需要大棚調節。

謝。

我看知乎有一些年頭了，有些大牛能狗牙拾慧，拋磚引玉。對簡單的，看似幼稚的提問能耐心，細緻的解答，在給人普及東西的同時，還能引入深度的思考。這不僅要求答者有廣泛而深厚的背景知識，還要有一定個人素養。

但是，我看到您這開頭的，蛋白質工程，就啞住了，後面越看越懵逼。

抱歉，學識淺薄，期待有大牛能解答。

xieyao

水稻畝產萬斤這確實是人類一個美好的夢想，大概所有農業工作者都希望真的能實現吧，這樣現在的糧食產量就不會成為問題了。不知道為何題主提的是蛋白質工程，似乎這裡用不是很恰當吧。

曾聽說有學者構想了一種只接穗子幾乎沒有葉片的水稻，從而水稻產量達到極高，不論對錯，即使這樣可能畝產萬斤也還是有困難的吧。前面的回答都已經道出了目前的研究水平、技術而言畝產萬斤是不可能的，像國內比較熱的分子育種之類的其實現在更多的只是概念，離真正的達到目前仍需很長的路要走，但是這只是目前，未來究竟能發展到何種程度是不可預料的，畢竟人類現在的部分技術、產品對於幾十年前、幾百年前、幾千年前的人類而言恐怕也是無法想像到的，所以關於未來能否實現，我個人認為是有可能實現，但水稻的形態結構可能會與現在大有不同，至於多少年能實現就不得而知了

為啥你一定要強調蛋白質工程…

你所說的人工加二氧化碳也早有設計，一般是在火電站附近利用廢氣（大量二氧化碳，和廢熱）通過補光來進行大棚生產

另外啊，葉面積這個性狀本身就是個qtl而且測定困難所以現在研究還少，而且生物都是一個調控網路，增加了葉面積有可能導致一系列的問題這都說不準，不過目前來看一些基因能夠調控細胞周期的還是很有可能調控葉面積，比如gw7用35s啟動在擬南芥裡面就使得葉片變得細長。所以嘛你所說的生產上的技術有了，但是轉基因還任重道遠