Международная исследовательская группа обнаружила, что они могут повысить урожайность кукурузы, воздействуя на фермент, отвечающий за улавливание CO2 из атмосферы.
Кукуруза, или кукуруза, является основным продуктом питания для миллиардов людей во всем мире, при этом ежегодно выращивается больше кукурузы, чем риса или пшеницы. В Австралии кукуруза имеет самое широкое географическое распространение среди всех полевых культур, но остается небольшой культурой по сравнению с пшеницей или рисом. Тем не менее, эта культура обладает всеми ключевыми элементами, чтобы стать продовольственной и топливной культурой будущего.
«Мы разработали трансгенную кукурузу, предназначенную для производства большего количества Rubisco, основного фермента, участвующего в фотосинтезе, и в результате мы получили растение с улучшенным фотосинтезом и, следовательно, ростом. Это потенциально может повысить устойчивость к экстремальным условиям роста», - сказал ведущий исследователь доктор Роберт Шарвуд из Центра передового опыта ARC по трансляционному фотосинтезу, возглавляемого Австралийским национальным университетом (ANU).
Существует острая необходимость в поставке новых высокоурожайных и высокоадаптированных видов сельскохозяйственных культур до того, как на урожай повлияют ожидаемые условия изменения климата. Эти условия увеличат угрозу глобальной продовольственной безопасности, и это единственный способ подготовиться к ним можно посредством международного исследовательского сотрудничества».
Каждое растение на планете использует фотосинтез для захвата углекислого газа из атмосферы, но не все растения делают это одинаково. Такие растения, как пшеница и рис, используют древний, менее эффективный путь фотосинтеза С3, в то время как другие растения, такие как кукуруза и сорго, используют более эффективный путь С4.
Растения C4 включают некоторые из наиболее важных в мире пищевых, кормовых и биотопливных культур, на долю которых приходится 20-25 процентов наземной продуктивности планеты. Эти растения специально приспособлены для жизни в жарких и сухих условиях, подобных тем, которые, как ожидается, станут более распространенными в ближайшие десятилетия.
В центре этого процесса находится Rubisco, основной фермент фотосинтеза, который отвечает за преобразование CO2 в органические соединения. На установках C4 Rubisco работает намного быстрее, и они более устойчивы к жаре и засухе благодаря более эффективному использованию воды.
Кукуруза имеет один из самых эффективных Rubisco, и ей нужно меньше азота для работы. Таким образом, наш главный вопрос был, если мы увеличим содержание Rubisco в кукурузе, что это сделает для растения? Мы обнаружили, что, увеличив Rubisco внутри клеток кукурузы, мы получаем увеличение урожайности», - сказал соавтор исследования Дэвид Стерн из Института Бойса Томпсона, филиала Корнельского университета.
Это очень интересное открытие, поскольку оно показывает, что есть возможности для улучшения даже в отношении более продуктивных видов культур C4.
В нашем исследовании мы улучшили усвоение CO2 и биомассу урожая на 15%, но теперь мы знаем, что мы также можем увеличить пул активного Rubisco, и эти цифры будут увеличиваться. даже выше, - сказал доктор Шарвуд.
«Наш следующий шаг - провести полевые испытания, чтобы увидеть, как наша кукуруза ведет себя в реальных полевых условиях. Мы протестировали ее в теплицах и в шкафах, но теперь нам нужно перейти к следующему этапу», - сказал д-р Шарвуд..