Повышение урожайности риса на 30% с помощью «переключателя» фотосинтеза
Учёные из Университета Арканзаса обнаружили, что можно управлять фотосинтезом — процессом преобразования световой энергии в химическую — чтобы повысить урожайность риса до 30%.
Исследовательская группа под руководством Энди Перейры изучила белок, который действует как «переключатель» для активации генов, усиливающих фотосинтетическую активность растений риса. Этот белок, известный как higher yield rice (HYR), помогает растениям выживать в условиях стресса и повышает продуктивность.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Проект поддержан U.S. Department of Agriculture National Institute of Food and Agriculture и National Science Foundation.
«Регулятор HYR действительно регулирует фотосинтез — сложный процесс. В теплице я видел, что растения с этим регулятором были намного зеленее из-за большего количества хлорофилла. У них был более высокий фотосинтез», — пояснил Перейра.
При стрессе растения естественным образом отключают фотосинтез, чтобы избежать выработки повреждающего активного кислорода. Белок HYR поддерживает работу всего фотосинтетического аппарата, что позволяет сохранить продуктивность.
До этого исследования существовал консенсус, что увеличение фотосинтетической способности, вероятно, повысит урожайность, но это не было доказано. Группа Перейры продемонстрировала увеличение урожая зерна до 29.7% с использованием регулятора HYR.
«HYR увеличивает фотосинтез, что повышает содержание сахаров, увеличивает биомассу и в конечном итоге приводит к большему урожаю зерна у обычных сортов риса», — отметил учёный.
Повышенный фотосинтез также приводит к большей устойчивости растений HYR-риса к стрессу. Это позволяет увеличить производство зерна в условиях засухи и жары с сохранением хорошего качества зерна.
«Самое важное, что набор генов, регулируемых HYR, является основой для разработки аналогичных сортов риса не-ГМО методами», — добавил Перейра.
В настоящее время ожидают рассмотрения два патента, связанных с проектом: один касается устойчивости растений к температуре и улучшения качества зерна, другой — устойчивости к засухе и повышения урожайности.