Избыток сахара не тормозит "турбо-культуры" с высокой продуктивностью

Исследование показало, что высокопродуктивные сельскохозяйственные культуры, такие как кукуруза и сорго, используют иные механизмы "сахарного сигналинга" для регуляции фотосинтеза, чем менее продуктивные растения вроде пшеницы и риса. Это может быть ключом к их высокой урожайности.

Ключевое отличие C4-растений

• У C4-растений (кукуруза, сорго, просо) фотосинтез менее чувствителен к высокому уровню сахаров в листьях по сравнению с C3-растениями (пшеница, рис).
• В C3-растениях накопление сахара может замедлять фотосинтез через механизмы обратной связи. В C4-растениях эта связь не столь прямолинейна.
• "Мы с удивлением обнаружили, что, в отличие от некоторых C3-растений, C4-растения не так чувствительны к высоким уровням сахаров", — говорит ведущий исследователь доктор Клеманс Анри.

Значение для селекции

Понимание механизмов сахарного сигналинга у C4-культур — важный шаг для повышения урожайности C3-культур.

• "Если мы поймем, как работает сахарный сигналинг у C4-культур, в будущем, перенося "турбо-механизмы" фотосинтеза на пшеницу и рис, мы сможем повысить их урожайность", — отмечает доктор Оула Ганнум.
• Для увеличения урожая за счет улучшения фотосинтеза необходимо "снять тормоза" с культуры на молекулярном уровне.

Методология и дальнейшие шаги

В исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Botany, ученые использовали изменение интенсивности света для увеличения производства сахара и идентификации генов, ответственных за регуляцию фотосинтеза. Работа фокусировалась на источнике (листья), где происходит фотосинтез, а не на стоке (зерна, плоды), где сахара используются.

• Следующий этап — манипулирование обнаруженными "сахарными сенсорами", чтобы получить информацию, необходимую для их переноса на C3-культуры в будущем.