Отсутствие улучшения фотосинтеза у трансформантов ictB в полевых условиях
К 205 году мировой запас продовольствия должен увеличиться на 50-80%, чтобы удовлетворить потребности растущего населения. Улучшение фотосинтеза растений рассматривается как один из ключевых способов устойчивого увеличения урожайности.
В исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Botany, команда из Иллинойса проверила потенциал повышения продуктивности растений и внутренней эффективности использования воды за счёт сверхэкспрессии гена неорганического транспортера углерода B (ictB) у табака, выращенного в поле. Результаты не показали значимой разницы между трансгенными линиями табака с ictB и диким типом.
"Наши результаты показали, что сверхэкспрессия ictB может приносить пользу только культурам, выращиваемым в контролируемых условиях, например, в теплицах", — заявила ведущий автор исследования Урсула Руис-Вера.
Большинство основных пищевых культур (C3-растения) имеют менее эффективный фотосинтетический путь по сравнению с C4-растениями, которые используют механизм концентрирования CO2. Ранее несколько исследований предполагали, что сверхэкспрессия гена ictB улучшит фотосинтетическую эффективность у C3-растений.
Табак используется в проекте RIPE (Realizing Increased Photosynthetic Efficiency) в качестве модельной культуры для доказательства концепции из-за простоты генетической трансформации и короткого жизненного цикла.
Команда протестировала четыре трансформанта табака с ictB в полевых условиях на основе предыдущих данных, показавших увеличение эффективности фотосинтеза и биомассы в контролируемых условиях.
"В этом эксперименте мы хотели вырастить растения табака с ictB в поле, чтобы оценить, имеют ли эти трансгенные растения более высокую фотосинтетическую эффективность, чем дикий тип, в полевых условиях", — пояснила соавтор Лиана Асеведо-Сиака.
Итоговые результаты показали, что трансформанты не превзошли дикий тип по фотосинтезу, биомассе и составу листьев, что контрастирует с более ранними исследованиями.
Авторы отмечают, что необходимы дальнейшие исследования для полного понимания функции гена ictB и условий, в которых он приносит максимальную пользу. Несмотря на отсутствие эффекта в поле, этот подход может быть полезен для тепличного овощеводства и вертикального земледелия.