گرمای شدید باعث اختلال در فتوسنتز و افسرده بازده محصولات کشاورزی مانند برنج.

RK1979/shutterstock.com

به عنوان گیاهان در تبدیل نور خورشید به شکر سلول های خود را در حال بازی با آتش است. فتوسنتز تولید مواد شیمیایی محصولات جانبی است که می تواند آسیب نور-تبدیل ماشین آلات خود را—و داغتر آب و هوا, بیشتر احتمال دارد این روند به اجرا amok به عنوان برخی از واکنش های شیمیایی سرعت بخشیدن به دیگران کند. در حال حاضر یک تیم از متخصصان ژنتیک مهندسی گیاهان به طوری که آنها بهتر می تواند تعمیر آسیب حرارتی یک پیشرفت است که می تواند کمک به حفظ محصول به عنوان گرمایش جهانی باعث می شود امواج گرما بیشتر رایج است. و در تعجب, تغییر ساخته شده گیاهان سازنده تر در دمای معمولی.

“این اخبار هیجان انگیز می گوید:” ماریا Ermakova از دانشگاه ملی استرالیا که با این نسخهها کار بر روی بهبود فتوسنتز است. ژنتیکی اصلاح کرد نه فقط در دو نوع مدل گیاهان, اما در یک جزء اصلی محصول برنج نشان می دهد هر گیاه زراعی می تواند کمک کرد. کار bucked عقل متعارف در میان فتوسنتز دانشمندان و برخی از گیاه شناسان تعجب می کنم که دقیقا چگونه افزود ژن تولید مزایای. هنوز پیتر نیکسون یک گیاه زیست شیمیدان در امپریال کالج لندن پیش بینی این مطالعه را “جذب قابل توجه است.”

هنگامی که گیاهان در معرض نور پیچیده ای از پروتئین ها به نام photosystem دوم (PSII) انرژی الکترون که پس از آن به کمک قدرت فتوسنتز است. اما حرارت یا نور شدید می تواند منجر به آسیب در یک کلید زير شناخته شده به عنوان D1 توقف PSII کار تا زمانی که این گیاه باعث می شود و درج یک جدید به مجموعه. گیاهانی که فوق العاده D1 باید کمک به سرعت کسانی که تعمیرات. کلروپلاست های organelles که میزبان فتوسنتز خود DNA از جمله یک ژن به صورت روزانه (D1) و بسیاری از زیست شناسان فرض پروتئین ساخته شده وجود دارد. اما ژنوم کلروپلاست ديده می شود بسیار سخت تر است به نیشگون گرفتن و کشیدن از ژن در یک سلول گیاهی هسته.

یک تیم به رهبری توسط گیاه و زیست شناس مولکولی Fang-چینگ Guo از آکادمی چینی علوم شرط می بندم که D1 ساخته شده توسط یک هسته ای ژن می تواند فقط به عنوان به خوبی و توان موثر تر به عنوان سنتز آن در سیتوپلاسم به جای کلروپلاست ديده می شود خواهد بود محافظت از خوردگی محصولات جانبی واکنش های فتوسنتزی. Guo و همکارانش آزمایش ایده در آرابيدوپسيس تالياناخردل علف هرز است که مشترک در آزمایشگاه گیاه. آنها ژن کلروپلاست ديده می شود برای D1 همراه آن را به یک کشش از DNA است که در طول استرس حرارتی و نقل مکان کرد و آن را به هسته است.

این تیم دریافتند که تغییر کشت نهال می تواند زنده ماندن از گرمای شدید در آزمایشگاه—8.5 ساعت در 41°C—که به کشته شدن بسیاری از کنترل گیاهان. همان آرابيدوپسيس ژن نیز محافظت توتون و برنج. در هر سه گونه فتوسنتز و رشد کاهش کمتر از بازمانده کنترل گیاهان. و در سال 2017, زمانی که شانگهای بیش از 36°C به مدت 18 روز تراریخته برنج کاشته شده در آزمون توطئه به همراه داشت 8% به 10% بیشتر دانه نسبت به تيمار شاهد این گزارش تیم این هفته در طبیعت گیاهان.

شوک چیزی بود که اتفاق افتاد و در دمای معمولی. مهندسی گیاهان از هر سه گونه تا به حال بیشتر فتوسنتز در تنباکو میزان 48 درصد افزایش یافت و رشد بیش از تيمار شاهد بود. در این زمینه تراریخته برنج را به همراه داشت تا 20 درصد بیشتر دانه. “این واقعا ما را شگفت زده کرد,” Guo می گوید. “من احساس کردم که ما گرفتار یک ماهی بزرگ است.”

جانباز فتوسنتز محقق دونالد Ort از دانشگاه ایلینویز می گوید: “ارائه مدرک معتبری از گیاه مزایای اما او هنوز متقاعد شده است که D1 ساخته شده توسط ژن های هسته ای می تواند تعمیر PSII در کلروپلاست ديده می شود. “هر چیزی این به طور بالقوه مهم در حال رفتن به ملاقات با برخی از شک و تردید. وجود دارد مقدار زیادی از آزمایش های انجام به کشف کردن که چرا این کار را,” او می گوید.

Guo طرح آزمایشات بیشتر از مکانیسم. اما او همچنین دارای یک هدف عملی: heftier عملکرد را افزایش می دهد در برنج. این بهره وری افزایش تیم خود را دیدم در اصلاح آرابيدوپسيس شد بزرگترین سه گونه—80% بیوماس بیشتر از گروه شاهد—شاید به دلیل محققان به سادگی نقل مکان کرد آرابيدوپسيس خود D1 ژن است. Guo فکر می کند عملکرد برنج نیز ممکن است burgeon اگر آن را می تواند اصلاح شود با خود ژن کلروپلاست ديده می شود به جای یکی از mustard—بیشتر تا حرارت این در حال حاضر داغ نتایج.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de