НОВОСТИ

Американские ученые увеличили рост урожайности культур на 40%

Растения преобразуют солнечный свет в энергию посредством фотосинтеза. Тем не менее, большинство культур на планете страдает от сбоя фотосинтеза. Для того чтобы справиться с данной проблемой у растений развился весьма энергозатратный процесс, называемый фотодыханием, который резко подавляет потенциал урожайности культур. Исследователи из Иллинойсского университета (US-IL) и Службы сельскохозяйственных исследований США в журнале «Science» сообщили о том, что специально созданные растения с «сокращенным» фотодыханием, оказались на 40% продуктивнее в реальных агрономических условиях, чем традиционные сельхозкультуры.

В процессе фотосинтеза задействован фермент Рубиско (Rubisco, Рибулозобисфосфаткарбоксилаза, самый распространенный белок на Земле), а также энергия солнечного света, чтобы превратить углекислый газ и воду в сахара, которые способствуют росту и урожайности растений. Задача Рубиско заключается в интеграции молекулы углекислого газа в соединение рибулозо-1,5-бисфосфат, но в связи с оксигеназной активностью фермент примерно в 20 % случаев путает ее с молекулой кислорода. В таких случаях в фотосинтезе происходит сбой: вместо поглощения углекислого газа и выделения кислорода происходит прямо противоположное. К тому же образуется токсичное соединение аммиака и гликолята, на выведение которого растению требуется тратить ранее накопленную энергию.

«Фотодыхание — это антифотосинтез. Растение нуждается в драгоценной энергии и ресурсах, которые расходуются на фотосинтез, чтобы добиться большего роста и урожая», — отметил ведущий автор данной научной работы, молекулярный биолог из Службы сельскохозяйственных исследований Пол Саут.

Фотодыхание обычно проходит сложным путем через три отсека в клетке растения. Ученые разработали альтернативные пути, чтобы перенаправить процесс, резко сократив его и сэкономив достаточно ресурсов для ускорения роста растений на 40%. И это впервые, когда спроектированная коррекция фотодыхания была испытана в реальных агрономических условиях.

Команда исследователей разработала три альтернативных укороченных маршрута процесса фотодыхания и внедрила их в растения с использованием различных наборов промоторов генов. Тестирование проводилось на 1 700 растений, чтобы определить самых выносливых.

Через два года повторных исследований в полевых условиях ученые обнаружили, что модифицированные растения быстрее развивались, росли и производили на 40% больше биомассы, по сравнению с обычными культурами. Стебли испытуемых растений также стали больше на 50%.

В дальнейшем научные сотрудники собираются применить технологию на сое, коровьем горохе, рисе, картофеле, томатах и баклажанах, и соответственно, увеличить урожайность данных сельскохозяйственных культур.

 

*по информации из открытых источников

 

Читайте также:

В Мексике изобрели натуральный пестицид

ВИДЕО
СОБЫТИЯ