Генетичне налаштування фотосинтезу може підвищити врожайність культур

Вчені з Міністерства сільського господарства США та Університету Іллінойсу в Урбані створили генетичний ​"hack», щоб підвищити ефективність фотосинтезу та підвищити врожайність до 40 відсотків.

Дослідження було зроблено з використанням рослин тютюну, але вчені сказали, що подібні методи можуть бути використані в рослинах, що фотосинтезують C4. Насправді тютюн є рослиною C3, але він фотосинтезує як рослина C4. Оливкові дерева є рослинами С4.

Так званий ​"hack» працює шляхом видалення токсинів, які утворюються як побічні продукти процесу фотосинтезу. Рослини природним чином переробляють токсини, але для цього потрібна енергія, яка в іншому випадку могла б бути використана для створення плодів.

"Підраховано, що в таких рослинах, як соя, рис, фрукти й овочі, [природна переробка токсичних побічних продуктів, викликаних фотосинтезом], може спричинити значне зниження врожайності на 36 відсотків», — д-р Пол Саут, провідний автор дослідження та Про це сказав BBC член Служби сільськогосподарських досліджень США.

"Ми спробували створити цей ярлик, щоб зробити їх більш енергоефективними, і в польових випробуваннях це призвело до збільшення біомаси рослин на 40 відсотків», — додав він.

Рубіско - це рослинний білок, який відповідає за захоплення вуглекислого газу та ініціювання процесу фотосинтезу. Однак під час цього процесу Rubisco захоплює кисень приблизно в 20% випадків. Ці молекули кисню відповідають за створення токсичної сполуки.

Рослини розробили власні, природні методи детоксикації, але нинішній процес витрачає багато енергії. Вчені порівняли процес видалення кисню з їздою від штату Мен до Флориди через Каліфорнію

У модифіковані тютюнові рослини вчені ввели нові гени, щоб вимкнути поточний метод і замінити його більш енергоефективним.

Наступним кроком дослідників буде повторення експерименту з їстівними культурами, такими як томати та соєві боби, щоб визначити, чи має цей процес якийсь негативний вплив на безпеку виробленої їжі.

На основі цих результатів їм потрібно буде переконати громадськість, а також державних регуляторів, що їхній метод є безпечним обхідним шляхом. Як наслідок, комерційне та гуманітарне використання цих культур може бути далеким.

Ден Флінн, виконавчий директор Оливковий центр в Каліфорнійському університеті в Девісі, розповіли Olive Oil Times що він не знає про жодних дослідників, які вивчають застосування цієї технології для оливок на даний момент, і сказав, що навряд чи це також буде полем дослідження в центрі.

"Цілком можливо, що десь у світі дослідники експериментують із генетичною модифікацією та редагуванням генів», – сказав він. ​"Але каліфорнійська промисловість зосереджена на інших пріоритетах досліджень, тому Olive Center не очікує працювати в цій сфері в доступному для огляду майбутньому».

Міжнародна оливкова рада, яка часто відіграє провідну роль у дослідженнях, пов’язаних з вирощуванням оливок і виробництвом оливкової олії, не прокоментувала дослідження на момент публікації.

• наука


• BBC