Ключевой фермент растений оказался разнообразнее, чем считалось
Учёные-растениеводы совершили важный прорыв в понимании естественного разнообразия ключевого фермента растений, что может помочь в решении проблемы глобальной продовольственной безопасности.
Рубиско — это центральный фермент фотосинтеза, позволяющий растениям поглощать углерод из атмосферы. Однако до сих пор масштабы естественного разнообразия Рубиско у разных видов растений были мало изучены.
В самом масштабном на сегодня исследовании команда под руководством Ланкастерского университета обнаружила, что у некоторых изученных видов Рубиско работает эффективнее, чем у основных сельскохозяйственных культур, таких как пшеница и соя.
В рамках исследования учёные из Ланкастерского университета и Ливерпульского университета имени Джона Мурса проанализировали 75 видов растений (злаки, дикий рис, дыни, бобы) со всего мира. Они оценили способность их ферментов Рубиско усваивать CO2 при разных температурах, чтобы смоделировать эффекты меняющегося климата.
Результаты, опубликованные в журнале Plant Physiology, показали широкий диапазон эффективности ферментов Рубиско, выделенных из разных наземных растений.
Некоторые из этих ферментов обладают превосходными характеристиками, что открывает возможность для создания растений, которые растут быстрее и требуют меньше удобрений. В рамках консорциума RIPE исследователи работают над улучшением таких культур, как рис, маниок, соя и коровий горох.
Ключевые выводы:
- Изученные растения происходили из разных сред — от субсахарской Африки до умеренных зон Европы и Азии и северной Австралии.
- Анализ влияния температуры на биохимию Рубиско у всех видов помогает понять, как изменение климата может повлиять на рост растений.
- Учёные смогли выявить ряд «превосходных» вариантов Рубиско, которые, согласно моделированию, могут повысить эффективность фотосинтеза у пшеницы и сои.
Как отмечают исследователи, эта информация даёт возможность «настроить» фотосинтетическую эффективность сельскохозяйственных культур для конкретных условий окружающей среды.