Виправлений недолік фотосинтезу призвів до підвищення врожайності на 40%

Вчені з Університету Іллінойсу виявили природний недолік фотосинтезу, виправлення якого призвело до підвищення врожайності до 40 відсотків, у порівнянні з тими ж видами культур, що ростуть «звичайним чином». Про дане дослідження і його результати пише журнал Science, передає портал ScienceAlert.

Фотосинтез – хімічна реакція, яка дозволяє рослинам перетворювати сонячне світло і вуглекислий газ в речовини, необхідні для росту і розвитку рослини. Виправлення недоліку, що спостерігається в процесі фотосинтезу, дозволяє отримати з того ж обсягу посівів істотно більше врожаю, якого в перспективі вистачить для того, щоб нагодувати ще 200 мільйонів голодуючих людей на планеті.

До теперішнього моменту вчені застосували «виправлення» тільки на тютюнові види рослин, тому мова поки не йде про застосування аналогічного методу на харчові культури. Однак, зазначають дослідники, це дуже важливий і багатообіцяючий крок на шляху виведення нових сортів рослин, здатних до ефективнішого фотосинтезу і як результат – боротьби з голодом.

Так в чому ж полягає «глюк» фотосинтезу і як вчені пропонують його виправити? Проблема називається «Фотодихання» рослини. За цей процес відповідає фермент рибулозобісфосфаткарбоксилаза (Рубіско). Як виявилося, він часто помиляється – приймає кисень за вуглекислий газ, що призводить до вироблення не настільки важливих для клітини побічних продуктів, таких як фосфат гліколевої кислоти і аміаку. Ці молекули утилізуються, але для цього рослині доводиться витрачати свою життєву енергію, та й сам процес виведення цих речовин відбувається не так швидко, як того хотілося б. Таким чином порушується нормальний перебіг фотосинтезу. Як результат – зниження продуктивності (врожайності) рослини.

Дослідники знайшли спосіб усунути недолік. Перевірити результат генної модифікації вдалося поки тільки на тютюнових рослинах. Культура вирощувалась в теплицях, а вчені стежили за змінами в її врожайності. Експеримент показав, що завдяки «покращеному» методу фотосинтезу в середньому цей показник збільшився на 25 відсотків. А в деяких випадках спостерігалося підвищення врожайності до 40 відсотків.

Вчені відзначають, що за різними оцінками, той же рис, міг би давати від 20 до 50 відсотків більше врожаю, якби фермент Рубіско працював з більшою точністю і швидкістю. На даний момент йде активна робота по адаптації генної модифікації для інших видів культур.