Три кроки до харчування Well-Being Планету

фермент, який прискорює перетворення вуглекислого газу рослинами, є ключовим фактором підвищення врожайності культурних рослин. Останнім часом вчені взяли на себе наступний крок до посилення фотосинтезу важливих харчових культур, таких як пшениця та рис, які можуть підвищити врожайність пшениці та інших рослин приблизно на 35-60%. Новий метод фотосинтезу, якщо введено в культурні рослини, не тільки підвищить врожайність, але знизить потребу в воді і добривах, без яких не обійтися сучасне сільське господарство.

Дослідники з Кунельського університету та Центру досліджень Rothamstead у Великобританії успішно пересаджували гени з бактерій, відомих як cyanobacteria в тютюнову рослину, часто використовуються в наукових експериментах. Переміщені гени дозволяють рослинам виробляти більш ефективний фермент, необхідний для перетворення вуглекислого газу в цукори та інші вуглеводи. Результати дослідження публікуються в журналі Nature.

Вчені давно помітили, що деякі рослини обробляють вуглекислим газом значно ефективніше, ніж інші. Ці «хуки» називають рослинами C4. Серед них кукурудзяні та багато видів бур’янів. Однак 75% світової культури відносяться до іншої групи, яка називається рослинами C3. Вони використовують повільну технологію фотосинтезу.

Завдяки найсучаснішим методикам вирощування сільськогосподарського виробництва тепер можна збільшити врожайність пшениці приблизно на 1% щорічно. Але це лише половина того, що потрібно для годування світу найближчим часом. З огляду на важливість проблеми урожайності харчових культур, дослідники давно намагаються знайти спосіб перетворення найбільш поширених культур C3, включаючи пшеницю, рис і картоплю, в C4.

На цьому шляху з’явився новий прогрес. Але дослідники з Cornell і Rothamstead обрали більш простий і ефективний метод. Замість перетворення одного виду рослин в інший, змінюючи анатомію, додаючи нові клітини, і змінюючи клітинну структуру, вчені зосередилися на поліпшенні компонентів існуючих клітин.





На відміну від симуляції рослин C4, дослідники запозичили трикомпонентний механізм фотосинтезу ціанобактерії, які використовують власні специфічні інструменти для фотосинтезу. По-перше, всередині клітин, білки утворюють спеціальний відсік, де зосереджено CO2. По-друге, цей відсік містить фермент-акселератор, який полегшує перетворення вуглекислого газу. А третій, в клітинних мембранах є спеціальні «пачки» накачування CO2 в клітинки.

До цього року дослідники змогли сформувати білкові відсіки для вуглекислого газу в клітинах рослин. Результатом їх останньої роботи стала створення акселератора ферменту.

Сьогодні третій крок - створення механізму накачування CO2 в клітини. Ця проблема вирішується колегами з Cornell та Rothamstead. При виявленні розчину всі три компоненти будуть поєднуватися в тих же рослинах.

Маурен Гансен, професор молекулярної біології та генетики Університету Корнелл, вважає, що практичні результати роботи вчених будуть доступні в господарському сільському господарстві не раніше 5-10 років.

За словами Декана, професора медицини, біології та навколишнього середовища в Австралійському національному університеті, який не брав участі у поточному дослідженні, це не рутинна трансплантація одного або двох генів. Вступ 10-15 бактеріальних генів в рослини і переконайтеся, що гени стабільні. В рамках нормативних вимог до генетично модифікованих культур можна ознайомитись тільки тоді.

Джерело: facepla.net