Сушата причинява големи загуби на реколта в много региони на света, а изменението на климата заплашва да се влоши
Метаболизмът на крассулоидната киселина (известен също като CAM фотосинтеза) е път на въглеродна фиксация, който се е развил в някои растения като адаптация към сух климат.
В растения, използващи CAM фотосинтеза, устицатавърху листата остават затворени през деня, за да се намали изпарението (с други думи, изпарението на водата). Въпреки това, те се отварят през нощта, за да събират въглероден диоксид, което им позволява да дифундират малат (ябълчена киселина) в мезофилните клетки. През нощта CO2 се съхранява във вакуолата като ябълчена киселина с четири въглерода, а през деня се транспортира до хлоропластите, където се превръща обратно в CO2. След това този въглероден диоксид се използва по време на фотосинтезата. Предварително събраният CO2 се концентрира около рибулоза бифосфат карбоксилаза (ензим RubisCO). Просто повишава ефективността на фотосинтезата. Този механизъм на киселинен метаболизъм е открит за първи път в растения от семейство Crassulaceae. Най-известният вид Crassula в Русия е Crassula, която получи прозвището „дърво на парите“.
Учените са използвали сложен подход за математическо моделиране, за да изследват ефектите от включването на SAM фотосинтеза в различни растения.
Водещият автор Надин Топфер, който изпълнява товапо време на мандата си като доктор на науките Мария-Кюри с групата на професор Лий Суитлоу в Оксфорд, каза: „Симулацията е мощен инструмент за изследване на сложни системи и дава прозрения, които могат да помогнат при лабораторни и теренни изследвания. Вярвам, че нашите резултати ще послужат като вдъхновение за изследователите, които се стремят да пренесат спестяващите вода свойства на растенията CAM на други видове. "
Използване на симулация с висок обхваттемператури и условия на относителна влажност, авторите на изследването попитаха: Ще бъде ли CAM фотосинтезата или алтернативните методи за пестене на вода по-продуктивни в среди, където обикновено се отглеждат култури, използващи C3 фотосинтеза?
Те откриха, че вакуумният капацитет на листае основният фактор, ограничаващ ефективността на използването на водата по време на CAM фотосинтеза. Те също така установиха, че условията на околната среда формират различните фази на CAM цикъла. Математическото моделиране позволи да се идентифицира алтернативен CAM цикъл, който включва митохондриална изоцитрат дехидрогеназа като потенциален фактор за първоначално фиксиране на въглерод през нощта.
Резултатите им показаха не само товаВодоспестяващият потенциал на фотосинтезата на CAM силно зависи от околната среда (а дневната среда е по-важна от нощната). Изследователите също така отбелязват, че алтернативни метаболитни режими, различни от естествения CAM цикъл, могат да бъдат от полза при определени условия. Например в по-кратки дни с по-малко екстремни температури. Констатациите на учените ще помогнат на човечеството да се подготви за отглеждане на хранителни култури във все по-горещ и сух климат.
Прочетете също
Годишната мисия в Арктика приключи и данните са разочароващи. Какво очаква човечеството?
Гледайте как новият Hummer преодолява препятствията по пътя, движейки се като рак
На 3-ти ден от заболяването повечето пациенти с COVID-19 губят обонянието си и често страдат от хрема