Учёные экспериментируют с фотосинтезом, чтобы сделать растения устойчивыми к засухе

В ближайшем будущем можно будет создать водосберегающие альтернативы традиционного фотосинтеза, считают учёные: актуальное открытие в мире, где климат становится всё более жарким с каждым годом. Американское общество биологов растений отчиталось об изучении культур с фотосинтезом САМ — метаболизмом крассулоидной кислоты. Исследование опубликовано в журнале The Plant Cell.

Изменение климата приводит к засухам, засухи — к потере урожая и голоду. Коллаборация учёной Надин Тёпфер из Института генетики растений и исследований сельскохозяйственных культур им. Лейбниц с Оксфордом работает над тем, чтобы улучшить засухоустойчивость растений через внедрение в них метаболизма крассулоидной кислоты.

Метаболизмом крассулоидной кислоты, или фотосинтезом САМ, обладают культуры с природной устойчивостью к жаркому климату. В течение дня у таких культур закрыты устьица на листьях, что уменьшает испарение воды, однако на ночь они открываются, чтобы собирать углекислый газ. Собранный газ в ночное время хранится в виде четырёхуглеродной яблочной кислоты, а днём вновь превращается в CO2 и используется во время фотосинтеза.

Такой механизм используют растения семейства Crassulaceae, к которым относится денежное дерево.

Теперь учёные заинтересованы в том, чтобы внедрить механизм фотосинтеза САМ в другие растения. В первую очередь они пытаются выяснить, будет ли такой фотосинтез эффективнее стандартного СЗ-фотосинтеза в условиях, где выращиваются более привычные к последнему растения.

Для этого применяется методика математического моделирования. В ходе моделирования удалось выяснить, что окружающая среда непосредственно влияет на цикл САМ: в незасушливых условиях он идёт альтернативным путём использования митохондриальной изоцитратдегидрогеназы для фиксации углерода ночью.

Таким образом исследователи поняли, что водосберегающие свойства зависят от окружающей среды. Эти данные помогут человечеству подготовиться к выращиванию продовольственных культур практически в любых климатических условиях, в том числе очень засушливых.

Возможно, вас заинтересует оборудование для работы с фотосинтезом:

• Системы измерения газообмена растений и почв LI-COR
• Оборудование для измерения респирации биообразцов
• Флуориметры для измерения флуоресценции хлорофилла