Исследование растений в условиях будущего климата

Ученые из лаборатории Sharkey (MSU-DOE Plant Research Laboratory) изучают изменения в метаболизме растений, выращенных в условиях высокой освещенности и высокой концентрации CO₂ (HLHC), которые прогнозируются в будущем.

Ключевые выводы

• Усиление фотосинтеза: В условиях HLHC растения увеличивают скорость фотосинтеза. Это приводит к производству большего количества сахарозы и крахмала — "пищи" растения.
• Распределение углерода: Дополнительный фиксированный углерод в большей степени направляется на синтез крахмала (увеличение на 76%), чем сахарозы (увеличение на 41%). Это может повысить устойчивость растений, создав запас углерода для роста или защиты.
• Постоянство дыхания на свету: Скорость дыхания на свету (R_L), в ходе которого растение теряет CO₂, осталась неизменной по сравнению с текущими условиями, несмотря на рост фотосинтеза.

Методология

Для измерения R_L в условиях высокой освещенности, где традиционные методы (Laisk или Kok) не работают, исследователи применили изотопно нестационарный анализ метаболических потоков (INST-MFA). Этот метод хорошо зарекомендовал себя в исследованиях бактерий и грибов, но редко используется в работах с растениями.

Значение исследования

Полученные данные важны для понимания того, как растения будут адаптироваться к будущему климату, и могут указать направления для биоинженерии с целью создания более устойчивых культур. Исследование опубликовано в Scientific Reports.