Вчені з Університету Іллінойсу виявили природний недолік фотосинтезу, виправлення якого призвело до підвищення врожайності до 40 відсотків, порівняно з тими ж видами культур, зростаючими «звичайним чином». Про дане дослідження та його результати пише журнал Science, передає портал ScienceAlert.
Фотосинтез – хімічна реакція, що дозволяє рослинам перетворювати сонячне світло і вуглекислий газ речовини, необхідні для росту та розвитку рослини. Виправлення браку, 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 цього моменту вчені застосували «виправлення» тільки на тютюнові види рослин, тому поки що не йдеться 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 (Рубиско). 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 та 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 тютюновій рослині. Культура вирощувалася 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 Рубиско працював з більшою точністю і швидкістю. На даний момент йде активна робота по адаптації генної модифікації для інших видів культур.