Вторник, 15 июля, 2025
Новости биотехнологий
No Result
View All Result
No Result
View All Result
Новости биотехнологий
No Result
View All Result
Home Отраслевые биотехнологии

Ежедневный «ритм» магния может оптимизировать урожай

13.07.2020
Отраслевые биотехнологии
0
12
VIEWS
Share on FacebookShare on Twitter

Фундаментальный процесс, который, вероятно, формирует основу жизни на земле, – это фотосинтез; каждый организм прямо или косвенно зависит от этого процесса.

[penci_related_posts title=”Вам также может быть интересно” number=”4″ style=”list” align=”none” displayby=”cat” orderby=”random”]

На бумаге процесс прост: растения и другие организмы, которые имеют хлоропласты, структуры, в которых происходит фотосинтез и придают листьям характерный зеленый цвет преобразуют солнечную энергию в химическую энергию, которая помогает им расти.

Но на практике, и особенно на этом этапе биологической истории, этот процесс не так прост. Человеческое население растет беспрецедентными темпами; имеющихся у нас ресурсов недостаточно, чтобы прокормить миллиарды людей на Земле сегодня. В то время как политики пытаются оптимизировать использование существующих ресурсов, ученые вносят свой вклад, выясняя, как улучшить ресурсы, изучая, можно ли изменить естественный процесс фотосинтеза с помощью новейших технологий, чтобы в конечном итоге улучшить урожайность продовольственных культур.

Команда ученых во главе с профессором Цзянь Фенгом из Университета Окаяма, Япония, и профессором Чжичан Ченом из Фуцзянского университета A&F, Китай,  решили исследовать фотосинтез, но они решили сделать это с изюминкой: в то время как текущие исследования преимущественно уделяют внимание на попытках изменить прямые химические реакции, участвующие в фотосинтезе, команда решила рассмотреть изменения «diel» – или изменения, которые происходят в течение 24-часового периодического цикла – в процессе фотосинтеза.

То, что многие процессы фотосинтеза демонстрируют 24-часовые вариации, не должно вызывать удивления, учитывая, что весь процесс зависит от солнечного света. Помимо внешних условий свет-темнота, эти изменения могут также быть вызваны внутренними генетическими механизмами.

Но на что именно смотрели эти ученые? «Наше исследование было сосредоточено на магнии по разным причинам», – объясняет профессор Ма. «Магний является важным макроэлементом для растений, но около 15-35% общего потребления магния выделяется хлоропластам, где он функционирует не только как структурный элемент хлорофилла, но и как активатор ряда фотосинтетических ферментов». Это означало, что изучение изменений содержания магния в диэле может пролить свет на важный функциональный аспект и потенциальную цель для манипулирования фотосинтезом.

Благодаря исследованиям генов на растении риса (результаты которого опубликованы в Nature Plants), исследователи решили сузить транспортер ионов магния OsMGT3, обнаруженный в хлоропластах и, как известно, ритмично экспрессирующийся в клетках “мезофилла”, клетки, специализированные для фотосинтеза.

Они создали генетически модифицированные растения риса, в которых отсутствовал ген, который дает OsMGT3; они обнаружили, что эти растения показали значительное снижение поглощения магния и снижение амплитуды колебаний свободных ионов магния в хлоропластах. Это привело к снижению активности рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазы, основного фермента фотосинтеза, естественным образом приводящего к снижению скорости фотосинтеза. Затем, с помощью методов генной инженерии, они вызвали чрезмерную продукцию OsMGT3 в клетках мезофилла у нормальных растений риса и обнаружили, что эффективность и рост фотосинтеза у этих растений улучшились.

Эти эксперименты доказали, что OsMGT3 частично контролирует флуктуации магния в хлоропластах, и что эти флуктуации могут вносить вклад в активность магний-зависимых ферментов для фотосинтеза в течение суточного цикла.

Так что же нам остается с точки зрения оптимизации урожайности и кормления масс? Проф Ма утверждает, что результаты открывают до сих пор неизведанные возможности, отмечая: «Наши исследования ставят магний в центр внимания. Изменение содержания магния в хлоропластах может стать потенциальным подходом к повышению эффективности фотосинтеза в растениях и может в конечном итоге улучшить урожайность».

Это исследование, наряду с будущими исследованиями, которые продемонстрируют, как именно должен быть нацелен магний, может стать потенциальным ответом на глобальный дефицит продовольствия.


Источник: Университет Окаяма
Фото: Shutterstock

Предыдущий

«РТ-Инвест» готов инвестировать в стартапы в сфере ТКО до 10 млн долларов

Следующий

Ученые достигли первой полной сборки человеческой Х-хромосомы

  • Конфиденциальность

© 2021-2024 Новости биотехнологий

  • БИОИНФОРМАТИКА
  • БИОБЕЗОПАСТНОСТЬ
  • НАНОБИОТЕХНОЛОГИИ
  • СИНТЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ
  • ОТРАСЛЕВЫЕ БИОТЕХНОЛОГИИ
  • ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
  • СТАРТАПЫ
  • COVID-19

© 2021-2024 Новости биотехнологий

Welcome Back!

Login to your account below

Forgotten Password?

Create New Account!

Fill the forms below to register

All fields are required. Log In

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Просматривая этот сайт, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности