Исследование для создания сельскохозяйственных культур нового поколения
Исследование под руководством Австралийского национального университета (ANU) направлено на создание сельскохозяйственных культур с более высокой урожайностью и лучшей устойчивостью к засухе по сравнению с современными растениями.
Такие культуры, как сорго и просо, дают значительно больший урожай и лучше сопротивляются засухе и другим экстремальным условиям, чем пшеница и рис. Это исследование поможет объяснить почему, изучая роль ключевого фермента в этом процессе.
Один из ведущих исследователей, доктор Уго Алонсо-Кантабрана, отметил, что сорго, сахарный тростник, просо и кукуруза используют форму фотосинтеза, называемую C4, что делает их более эффективными в преобразовании углекислого газа, света и воды в сахара.
«Они делают это, поглощая углекислый газ из воздуха и концентрируя его в специализированных клетках глубоко в листе», — сказал доктор Алонсо-Кантабрана.
Соисследователь Ханна Осборн, аспирант ANU, пояснила, что пшеница и рис, известные как C3-растения, используют древнейшую форму фотосинтеза, в то время как растения с C4-фотосинтезом имеют преимущество в условиях высоких температур и низкого уровня осадков.
«C4-растения могут улавливать углекислый газ из воздуха, теряя при этом меньше воды через листья, но мало что известно о том, что определяет эффективность этого процесса», — сказала г-жа Осборн.
Для изучения процесса команда исследовала роль фермента карбоангидразы (CA) — первого фермента, с которым сталкивается CO2 в листе модельного C4-растения Setaria viridis (зелёное просо).
«Этот фермент жизненно важен для C4-фотосинтеза, так как помогает углекислому газу из воздуха быстро растворяться в жидкости клетки», — сказала Ханна Осборн.
«Это первый раз, когда нам удалось трансформировать это модельное C4-растение, чтобы у него было меньше фермента CA, и посмотреть на последствия для фотосинтеза и потери воды. Мы считаем, что в неблагоприятных условиях, таких как засуха или высокие температуры, наличие большого количества этого фермента может быть преимуществом для растения».
Команда продолжит исследования, чтобы проверить роль фермента в экстремальных условиях окружающей среды.