Генетическая корректировка фотосинтеза может повысить урожайность

Ученые из Министерства сельского хозяйства США и Университета Иллинойса в Урбане создали генетический hack», чтобы повысить эффективность фотосинтеза и повысить урожайность до 40 процентов.

Исследование был сделан с использованием растений табака, но ученые сказали, что аналогичные методы могут быть использованы для фотосинтезирующих растений С4. Табак на самом деле является растением С3, но фотосинтезирует как растение С4. Оливковые деревья являются растениями С4.

Так называемый hack» работает путем удаления токсинов, которые создаются как побочные продукты процесса фотосинтеза. Растения естественным образом перерабатывают токсины, но для этого требуется энергия, которую в противном случае можно было бы использовать для создания плодов.

Было подсчитано, что у таких растений, как соя, рис, фрукты и овощи, [естественная переработка токсичных побочных продуктов, вызванная фотосинтезом] может значительно снизить урожайность на целых 36%», — говорит ведущий автор исследования доктор Пол Саут. Об этом корреспонденту Би-би-си сообщил сотрудник Службы сельскохозяйственных исследований США.

Мы попытались разработать этот короткий путь, чтобы сделать их более энергоэффективными, и в ходе полевых испытаний это привело к увеличению биомассы растений на 40 процентов», — добавил он.

Рубиско — это растительный белок, который отвечает за улавливание углекислого газа и инициацию процесса фотосинтеза. Однако во время этого процесса Rubisco захватывает кислород примерно в 20 процентах случаев. Эти молекулы кислорода ответственны за создание токсичного соединения.

Растения разработали свои собственные, естественные методы детоксикации, но текущий процесс требует много энергии. Ученые сравнили процесс удаления кислорода с поездкой из штата Мэн во Флориду через Калифорнию.

В модифицированные растения табака ученые вставили новые гены, чтобы отключить текущий метод и заменить его более энергоэффективным.

Следующим шагом исследователей будет повторение эксперимента со съедобными культурами, такими как помидоры и соевые бобы, чтобы определить, оказывает ли этот процесс какое-либо неблагоприятное воздействие на безопасность производимой пищи.

Основываясь на этих результатах, им затем нужно будет убедить общественность, а также государственных регулирующих органов, что их метод является безопасным обходным путем. В результате коммерческое и гуманитарное использование этих культур может оказаться далеким.

Дэн Флинн, исполнительный директор Оливковый Центр в Калифорнийском университете в Дэвисе, сказал Olive Oil Times что он не знает о каких-либо исследователях, изучающих применение этой технологии для оливок в настоящий момент, и сказал, что это вряд ли будет областью исследований в центре.

Вполне возможно, что исследователи могут экспериментировать с генетической модификацией и редактированием генов где-то в мире», — сказал он. Но промышленность Калифорнии сосредоточена на других приоритетных исследованиях, поэтому Оливковый центр не планирует работать в этой области в обозримом будущем».

Международный совет по оливкам, который часто играет ведущую роль в исследованиях, связанных с выращиванием оливок и производством оливкового масла, на момент публикации не прокомментировал исследование.

• Наука


• BBC