rozwiń filtry »

Wyszukiwanie publikacji

Aktualności

sty
05

Naukowcy zdołali 'naprawić' fotosyntezę

05.01.2019 13:19, dodał: Anna Borzęcka
Ocena:

Dzięki wprowadzonym przez nich zmianom rośliny rosną szybciej i generują większe plony.

Bez fotosyntezy życie na Ziemi wyglądałoby zupełni inaczej. Gdy rośliny zamieniają energię świetlną w energię chemiczną, pochłaniając dwutlenek węgla, jako produkt uboczny wydzielają tlen, który potrzebny jest wielu innym organizmom. Co ciekawe, w ciągu mileniów rośliny zaczęły przeprowadzać fotosyntezę mniej efektywnie, przez co spowolnił się ich wzrost. Teraz, naukowcy z Uniwersytetu w Illinois opracowali rozwiązanie tego problemu, tworząc o 40% wydajniejsze plony.

Problem efektywności fotosyntezy związany jest z enzymem RuBisCO (ang. ribulose bisphosphate carboxylase-oxygenase - karboksydysmutaza lub karboksylaza 1,5-bisfosforybulozy). Enzym ten odgrywa kluczową rolę w opisywanym procesie. Przekształca on bowiem nieorganiczny dwutlenek węgla w organiczne związki węgla. Co ciekawe, mimo że jest on tak ważny, cechuje się niesamowicie małą wydajnością. W czasie, w którym większość enzymów potrafi przetworzyć tysiące cząstek, RuBisCO przetwarza tylko dwie czy trzy.

Rośliny zwykle radzą sobie z tą kwestią, wytwarzając mnóstwo RuBisCO – tyle, że uważa się go za najbardziej obfity enzym na Ziemi. Nie można ukrywać, ze to pomaga. RuBisCO przekształca dwutlenek węgla w węgiel organiczny w takim tempie, że obecnie atmosfera Ziemi jest bogata w tlen.

Z RuBisCO wiąże się jednak dodatkowy problem. Potrafi on mylić dwutlenek węgla z tlenem, co nie wpływa pozytywnie na fotosyntezę. Gdy RuBisCO wiąże się z tlenem zamiast dwutlenkiem węgla, a jak mówią naukowcy dzieje się to w 20 na 100 przypadków, roślina przechodzi przez energochłonny proces zwany fotooddychaniem lub fotorespiracją. Podczas fotorespiracji roślina musi wysyłać swoje enzymy aż do trzech różnych przedziałów swoich komórek.

„Fotorespiracja jest anty-fotosyntezą”, powiedział jeden z badaczy, Paul South. „Kosztuje ona roślinę cenną energię i zasoby, które mogła ta mogła zainwestować w fotosyntezę, aby uzyskać większy wzrost.”

Przez dwa lata zespół badaczy próbował doprowadzić do zmniejszenia kosztu energetycznego fotorespiracji. Prowadząc testy na 1700 roślinach, udało im się stworzyć trzy mniej ‘szkodliwe’ wersje fotooddychania, bazujące na innych genach i ich promotorach. Zmiany skróciły szlaki fotorespiracji i pomogły w wydajniejszym usuwaniu toksycznych produktów ubocznych, przy mniejszym zużyciu energii.

Nowe fotooddychanie zostało przetestowane na tytoniu, ze względu na jego szybki wzrost i duże liście. Zmodyfikowane rośliny rosły szybciej i osiągały większe rozmiary, a także produkowały o 40 procent więcej biomasy niż rośliny niezmodyfikowane.FotosyntezaFotosyntezaW najbliższej przyszłości naukowcy chcą przetestować swoją technikę na powszechniej wykorzystywanych roślinach, takich jak soja, ryż, ziemniaki czy pomidory, z nadzieją na uzyskanie z nich większych plonów. Badacze podejrzewają, że minie niemal 10 lat, zanim przełom zostanie zastosowany w życiu codziennym.

Źródło: Science






Polecane artykuły

Testy

Tagi

 android   apple   ciekawostki   gaming   google   gry   internet   komputery   kosmos   microsoft   mobilne   nauka   polska   samsung   smartfon   smartfony   tablet   technologia   telefony   windows 

Korzystamy z plików cookies i umożliwiamy zamieszczanie ich osobom trzecim. Pliki cookie pozwalają na poznanie twoich preferencji na podstawie zachowań w serwisie.
Uznajemy, że jeżeli kontynuujesz korzystanie z serwisu, wyrażasz na to zgodę. Poznaj szczegóły i możliwości zmiany ustawień w Polityce Cookies.