Ученые США взломали фотосинтез в поисках более продуктивных культур - Электронный журнал «Женщина Москва»

Георгий Колосов «Дым времени» Мужчины политики, мужчины военные, мужчины религиозные функционеры так и не смогли за 5 000 лет избавить человечество от войн. Можно ли доверить им Мир и перед финальной войной?!

Всё указывает на то, что женщины не могут позволить себе и впредь передоверять заботу о судьбе своих детей другим; пришло время им думать самим, независимо. Прежде всего для женщин, с их уникальным эмоциональным интеллектом, наши тексты…

Сергей Селихов

Важные статьи авторов нашего журнала в разделе "Выживание" Анализ только критически важных тем и тенденций...

Авторизация:

Логин:
Пароль:
Запомнить меня
Забыли пароль?
Регистрация.

Поиск:


Система Orphus


Ученые США взломали фотосинтез в поисках более продуктивных культур

 
Ученые переработали фотосинтез
Ученые переработали фотосинтез, основу жизни на Земле, создавая генетически модифицированные растения, которые растут быстрее и больше.  Выше ученые
измеряют, насколько хорошо фотосинтезируются модифицированные растения табака по сравнению с немодифицированными растениями.

Хейли Алерс / RIPE Project

В листьях большинства растений большая молекула, белок.  Он называется Rubisco, что сокращенно от реального химического названия, которое очень долго и трудно запомнить.

Аманда Кавана (1), биолог и научный сотрудник Университета Иллинойса, называет себя большой поклонницей Рубиско.  «Это, наверное, самый распространенный белок в мире», - говорит она.  Это также очень важно.

Ученый Аманда Кавана мгновенно замораживает образцы растений жидким азотом
Ученый Аманда Кавана мгновенно замораживает образцы
растений жидким азотом, чтобы изучить различия в
метаболизме между не модифицированными растениями
и растениями, спроектированными с альтернативными
путями для фотодыхания.
Клэр Бенджамин / RIPE Project
У Рубиско одна работа.  Он поглощает углекислый газ из воздуха и использует углерод для производства молекул сахара.  Это получает энергию, чтобы сделать это от солнца.  Это фотосинтез, процесс, с помощью которого растения используют солнечный свет для производства пищи, основу жизни на Земле.  Ура для Рубиско!

«Но у него есть то, что мы любим называть одним роковым недостатком», - продолжает Кавана.  К сожалению, Рубиско недостаточно разборчив в том, что захватывает с воздуха.  Он также поглощает кислород.  «Когда он это делает, он производит токсичное соединение, поэтому растение должно его детоксифицировать».

У заводов есть целая сложная химическая сборочная линия, чтобы выполнить эту детоксикацию, и процесс использует много энергии.  Это означает, что у растения меньше энергии для производства листьев или пищи для нас.  (Существует семейство растений, включая кукурузу и сахарный тростник, которое разработало другой тип обходного пути для Rubisco, и эти растения гораздо более продуктивны.)

Кавана и ее коллеги в исследовательской программе «Реализация повышенной эффективности фотосинтеза» (RIPE) (2), которая базируется в Иллинойском университете, провели последние пять лет, пытаясь решить проблему Рубиско.  «Мы вроде как взломали фотосинтез», - говорит она.

Они экспериментировали с табачными растениями только потому, что с табаком легко работать.  Они внедрили некоторые новые гены в эти растения, которые закрыли существующую сборочную линию по детоксикации и создали новую, более эффективную.  И они создали супер табачные растения.  «Они росли быстрее и росли на 40 процентов больше, чем обычные табачные растения», - говорит Кавана.  Эти измерения проводились как в теплицах, так и на полевых участках под открытым небом.

Сейчас ученые пытаются сделать то же самое с растениями, на которые люди действительно полагаются в еде, такими как помидоры и соевые бобы.  Они также работают с вигновым горошком или горохом с черными глазами, «потому что это основной продукт питания для многих фермеров в странах Африки к югу от Сахары, где наши спонсоры заинтересованы в том, чтобы оказать наибольшее влияние», - говорит Кавана.

Спонсорами этого проекта являются Министерство сельского хозяйства США и Фонд Билла и Мелинды Гейтс.  (Раскрытие информации: Фонд Гейтса также финансирует NPR.) Министерство сельского хозяйства США подало заявку (3) на получение патента на растения, которые были сконструированы таким образом.

Кавана и ее коллеги опубликовали (4) свои работы на этой неделе в журнале Science. Морин Хэнсон, (5) которая проводит подобное исследование фотосинтеза в Корнелльском университете, была впечатлена.

«Это очень важный вывод», - говорит она.  «Это действительно первый крупный прорыв, показывающий, что действительно можно разработать фотосинтез и добиться значительного увеличения урожайности».

Однако пройдет много лет, прежде чем фермеры начнут сажать посевы с помощью этой новой версии фотосинтеза.  Исследователям придется выяснить, означает ли это, что такая продовольственная культура, как соя, на самом деле производит больше бобов - или просто больше стеблей и листьев.

Затем им нужно будет убедить государственных регуляторов и потребителей в том, что урожай можно безопасно выращивать и есть.

7.01.2019
Dan Charles

Примечание


(1) https://ripe.illinois.edu/team/amanda-cavanagh

(2) https://ripe.illinois.edu/

(3)http://appft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PG01&p=1&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsrchnum.html&r=1&f=G&l=50&s1=%2220180258440%22.PGNR.&OS=DN/20180258440&RS=DN/20180258440

(4) http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aat9077

(5) https://mbg.cornell.edu/people/maureen-hanson/


По материалам: npr.org

Справка Википедии: Фотосинтез


(от др.-греч. φῶς — свет и σύνθεσις — соединение, складывание, связывание, синтез) — сложный химический процесс преобразования энергии света (в некоторых случаях инфракрасного излучения) в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл у бактерий и бактериородопсин у архей). В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндергонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.

Значение

Сложноцветное изображение, показывающие глобальное распределение фотосинтеза, включая фитопланктон и наземную растительность

Фотосинтез составляет энергетическую основу всего живого на планете, кроме хемосинтезирующих бактерий.

Возникновение на Земле более 3 млрд лет назад механизма расщепления молекулы воды квантами солнечного света с образованием O2 представляет собой важнейшее событие в биологической эволюции, сделавшее свет Солнца главным источником энергии биосферы.

Фототрофы обеспечивают конверсию и запасание энергии термоядерных реакций, протекающих на Солнце, в энергию органических молекул. Солнечная энергия при участии фототрофов конвертируется в энергию химических связей органических веществ. Существование гетеротрофных организмов возможно исключительно за счёт энергии, запасённой фототрофами в органических соединениях. При использовании энергии химических связей органических веществ гетеротрофы высвобождают её в процессах дыхания и брожения.

Фотосинтез является основой продуктивности как сельскохозяйственных растений, так и животной пищи.

Энергия, получаемая человечеством при сжигании биотоплива (дрова, пеллеты, биогаз, биодизель, этанол, метанол) и ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ, торф), также является запасённой в процессе фотосинтеза.

Фотосинтез служит главным входом неорганического углерода в биогеохимический цикл.

Большая часть свободного кислорода атмосферы — биогенного происхождения и является побочным продуктом фотосинтеза. Формирование окислительной атмосферы (кислородная катастрофа) полностью изменило состояние земной поверхности, сделало возможным появление дыхания, а в дальнейшем, после образования озонового слоя, позволило жизни существовать на суше.

Сохранить в закладки: google.com bobrdobr.ru del.icio.us technorati.com linkstore.ru wong.ru rumarkz.ru memori.ru moemesto.ru
Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. Пожалуйста, пройдите процедуру авторизации здесь.
Наверх