Вчені в декілька разів поліпшили ефективність фотосинтезу для боротьби з голодом

Дослідники з США представили метод підвищення врожайності всіх популярних культур. Для цього вони збільшили ефективність фотосинтезу.

Детальніше про це розповідає Час-Дій.

Дослідники пояснили, що за їхніми розрахунками, щоб прогодувати 9 млрд людей до 2050 року, фермерам необхідно вирощувати на 50% більше продовольства на обмеженій кількості орних земель. Тому вчені-аграрії впроваджують різні технології для вищої врожайності – в тому числі за допомогою поліпшення фотосинтезу.

Наприклад, синьо-зелені водорості фотосинтезують більш ефективно, ніж більшість сільськогосподарських культур, тому дослідники працюють над тим, аби впровадити елементи з ціанобактерій в сільськогосподарські рослини.

У новому дослідженні Корнелльського університету вчені досягли значного поліпшення фотосинтезу. При фотосинтезі рослини перетворять вуглекислий газ, воду і світло в кисень і сахарозу – цукор, який використовується для отримання енергії та будівництва нових тканин. Під час цього процесу фермент Рубіско (рибулозобісфосфаткарбоксилаза), присутній у всіх рослинах, бере неорганічний вуглець з повітря і перетворює його в органічну форму, яку рослина використовує для побудови тканин.

Однією з перешкод для поліпшення фотосинтезу в сільськогосподарських культурах є те, що Рубіско реагує як з вуглекислим газом, так і з киснем; остання реакція створює токсичні побічні продукти, уповільнює фотосинтез і тим самим знижує врожайність.

Тому вчені видалили карбонову ангідрази, фермент природного походження, з хлоропластів – органел рослинних клітин, в яких відбувається фотосинтез. Це пов’язано з тим, що роль ангідрази полягає в створенні рівноваги між CO2 і бикарбонатом в клітинах рослин, каталізує реакції, в яких CO2 і вода утворюють бікарбонат і навпаки. Але для того, щоб механізм концентрації вуглецю з ціанобактерій працював в сільськогосподарських культурах, бікарбонат в системі повинен досягти рівня, у багато разів перевищує рівноважний.

Коли вони помістили рослини в камеру з високим вмістом кисню, вони в кілька разів поліпшили своє зростання.

Джерело