У табака отключили процесс гашения

У табака отключили процесс гашения

7383

Фото: © newscenter.lbl.gov

Модификация трёх генов растения не только позволила ему эффективнее защищаться от солнечного света, но и резко подняла урожайность.

Учёные из США подвергли генетической модификации сельскохозяйственную культуру табака и смогли добиться роста её урожайности на 17—20 процентов. Для этого они отрегулировали механизмы, которые растения используют для защиты от яркого света, "научив" их быстро отключаться в тени и тем самым резко подняв среднюю интенсивность фотосинтеза. Соответствующая статья опубликована в Science.

Исследователи усилили экспрессию трёх генов табака: кодируемые ими белки появлялись в среднем значительно чаще, чем у немодифицированных сортов. Все три гена отвечали за торможение и активизацию фотосинтеза в зависимости от силы солнечного света, воздействующего на растение.

На нашей планете наземные растения постоянно находятся в условиях переменного освещения. При ясном небе на них падает более чем киловатт солнечной энергии на квадратный метр. А когда Солнце закрывает набежавшее облачко, интенсивность освещения падает до 100—200 ватт на квадратный метр, причём часто за доли секунды. Если бы нетенелюбивые растения осуществляли фотосинтез одинаково и при сильном, и при слабом освещении, то подверглись бы серьёзным неприятностям. Им пришлось бы или отказаться от фотосинтеза в тени, или рисковать "здоровьем", фотосинтезируя на ярком свету.

В последнем случае свет расщеплял бы молекулы воды в хлоропластах растений и делал бы из полученного кислорода свободные радикалы — очень опасные для живых организмов химические активные формы кислорода. Они, как считается, отвечают за старение и способны вызвать гибель клеток. Чтобы адаптироваться к условиям переменного освещения, у этой группы растений сформировался особый механизм — нефотохимическое гашение. Процесс этот в случае табака как раз и управляется тремя модифицированными генами.

Повышенная экспрессия трёх генов создала необычные для растений условия: гашение начиналось и заканчивалось намного быстрее, чем у немодифицированного организма. Это резко повысило среднюю интенсивность фотосинтеза. Дело в том, что обычно растение в поле примерно половину времени проводит при чистом небе, а половину — под прикрытием облаков. Сразу после того, как облачко ушло, растение довольно медленно прекращает процесс гашения фотосинтеза. Лишь через какое-то время его хлоропласты вновь становятся более чувствительными к свету.

Всё это время система хлоропластов растений фактически работает при неполной нагрузке. За счёт дополнительной модификации генов, управляющих процессом гашения, учёные добились того, что простои при набегании облаков резко снизились. Поэтому зелёная масса табака после его генетической модификации оказалась на 17—20 процентов выше, чем у немодифицированных растений, выращивавшихся рядом.

В настоящее время исследователи планируют подвергнуть таким же модификациям сою и рис. Как уже писал Лайф, в настоящий момент в мире нет дефицита пахотных земель, и в тех же США количество распахиваемых площадей снижается уже полвека. Однако ожидается, что в будущем из-за роста населения планеты ситуация может измениться. К тому же в Штатах широко эксплуатируют генетически модифицированные растения для снижения затрат фермеров и соответствующего роста их прибылей. Это делает использование ГМО-культур экономически целесообразным даже несмотря на то, что пока снабжать человечество продовольствием удаётся и без них.

  • Популярные
  • По времени
Похоже, что вы используете блокировщик рекламы :(
Чтобы пользоваться всеми функциями сайта, добавьте нас в исключения!
как отключить
×
Скачайте в App Store
#Первые по срочным новостям!
Загрузите на Google Play
#Первые по срочным новостям!