Экспрессия факторов сборки Rubisco повышает фотосинтез и холодоустойчивость кукурузы

Кукуруза — одна из важнейших мировых сельхозкультур. Её продуктивность часто ограничивается медленной активностью фермента Rubisco, ответственного за усвоение углерода при фотосинтезе.

В исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Botany, учёные из Boyce Thompson Institute (BTI) показали, что трансгенная экспрессия трёх ключевых белков — фактора накопления Rubisco 2 (Raf2) и большой и малой субъединиц самого Rubisco — повышает содержание этого фермента в кукурузе.

Это привело к ускорению ассимиляции углерода и увеличению высоты растений.

«Наши результаты демонстрируют потенциал модификации сборки Rubisco для повышения продуктивности сельхозкультур», — сказала первый автор исследования Кэтрин Эшенур.

Учёные выяснили, что белки Raf1 и Raf2, действуя на разных этапах сборки Rubisco, могут независимо повышать его содержание и улучшать показатели растений. Это открывает возможность для дальнейшего улучшения путём комбинирования этих признаков.

Также трансгенные растения показали повышенную устойчивость к холодовому стрессу: они сохраняли более высокие показатели фотосинтеза при низких температурах и быстрее восстанавливались после стресса.

Этот подход может быть применён и к другим культурам с аналогичным типом фотосинтеза, таким как сорго, просо и сахарный тростник.

«Эта перспективная технология — одна из нескольких, используемых для улучшения фотосинтеза у культурных растений», — отметил ведущий автор исследования, профессор BTI Дэвид Стерн.