Гены, отвечающие за фотосинтез, способны повышать урожайность

25.11.2016

Кришна Нийоги (Krishna Niyogi) и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли (США) исследовали три гена, участвующие в фотосинтезе и защищающие растительные клетки от повреждений. Ученые установили, что увеличение экспрессии этих генов у культурного табака приводит к повышению его урожайности на 14-20% процентов.

Известно, что в процессе фотосинтеза растения используют энергию солнечного света, чтобы усвоить углерод из атмосферы и преобразовать его в биомассу, которую мы можем использовать в качестве еды, топлива и одежды. Однако когда солнечного света слишком много, хлоропласты в растительной клетке могут быть повреждены, поэтому растения оснащены системой защиты. Для этой цели внутри хлоропластов имеется система под названием NPQ (Non Photochemical Quenching). Она защищает клетки от чрезмерной солнечной радиации. Профессор Нийоги сравнивает ее с механизмом сброса избыточного давления в паровой машине: "NPQ включается и безопасно избавляет от избытка энергии. В тени давление в "двигателе" уменьшается. NPQ выключается, но не достаточно быстро. Это похоже на утечку в системе с открытым клапаном", - сказал он.

Увеличивая экспрессию трех генов, участвующих в NPQ, ученые добились того, что эта система выключается быстрее, а эффективность фотосинтеза даже в слабоосвещенных участках становится выше.

"Мы использовали табак в качестве модели культурных растений, потому что это легко. Но мы работаем над тем, чтобы произвести такие же изменения в рисе и других продовольственных культурах. Молекулярные процессы, которые мы модифицировали, имеют основополагающее значение для растений, которые осуществляют фотосинтез, так что мы надеемся увидеть аналогичное увеличение урожайности и в других культурах", - рассказал Кришна Нийоги

Работа по повышению урожайности сельскохозяйственных культур становится все более актуальной по мере роста мирового населения. ООН прогнозирует, что к 2050 году потребуется увеличить производство сельскохозяйственных продуктов почти в два раза для удовлетворения растущего спроса. Пока что урожайность основных мировых сельскохозяйственных культур не растет достаточно быстро, чтобы удовлетворить эту потребность.

<< Назад: Создано средство от диабета и ожирения 26.11.2016

>> Вперед: Движущиеся тротуары для городов 25.11.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Богатые живут на 9 лет дольше бедных 22.12.2018 Ученые Лувенского католического университета (Бельгия) изучали вопрос "равенства или неравенства бельгийцев по отношению к смерти". Согласно данным исследования, расхождения в состоянии здоровья состоятельных классов и малоимущего населения красноречиво подтверждают известную истину о том, что "лучше быть богатым и здоровым": ожидаемая продолжительность жизни бедных на 6,6 лет короче у женщин и на 9,1 лет - у мужчин. Сравнив персональные данные всех бельгийцев, внесенных в национальный регистр населения с 1991 по 2016 годы, изучив итоги переписи 1991, 2001 и 2011 годов и архив свидетельств о смерти, исследователи констатировали "ошеломляющие различия между социальными группами", пишет издание. Иными словами, люди, находящиеся в лучшей социально-экономической позиции, получившие более высокий уровень образования и располагающие более качественным жильем, живут значительно дольше, нередко - на десятилетие, чем те, кто находится на другом конце социальной шкалы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025