Forskere har fundet ud af, hvordan man tilpasser planter til hurtige klimaændringer og øgende udbytter, så
De udviklede en beregningsmetode, dertillod videnskabsmænd at identificere lovende kandidatenzymer til forbedret plantefotosyntese. De kan introduceres i moderne landbrugsafgrøder og i sidste ende øge produktiviteten.
Den nye metode var baseret på evolutionens historie.Forskere har forudsagt tilstanden af ribulosebisphosphatcarboxylase (RuBisCO) gener for 20-30 millioner år siden, hvor kuldioxidniveauerne på Jorden var højere end i dag. Så blev RuBisCO enzymerne i planter tilpasset til sådanne ekstreme niveauer.
Ribulosebisphosphatcarboxylase er et enzymkatalysere tilsætningen af kuldioxid til ribulose-1,5-bisphosphat i det første trin af Calvin-cyklussen, såvel som oxidationsreaktionen af ribulosebisphosphat i det første trin af fotorespirationsprocessen.
Faktisk har videnskabsmænd "genoplivet" et gammelt enzym,at forbedre den til inklusion i landbrugsafgrøder. Dette vil hjælpe dem med at tilpasse sig de varme og tørre forhold i det fremtidige klima, da menneskelig aktivitet øger koncentrationen af varmefangende gas CO₂ i jordens atmosfære.
Den moderne version af RuBisCO "trækker ud" kulstoffra CO₂ til at skabe sukkerarter, men gør det meget langsomt. Derudover katalyserer det nogle gange en reaktion med ilt i luften og skaber et giftigt biprodukt, spilder energi og gør fotosyntesen ineffektiv.
Nu har videnskabsmænd rekonstrueret Rubiscos fylogeni,ved hjælp af Solanaceae-planter. "Ved at opnå flere [genetiske] sekvenser af Rubisco i eksisterende planter kan et fylogenetisk træ konstrueres for at belyse, hvilke RubisCO'er der sandsynligvis eksisterede for 20-30 millioner år siden," forklarer undersøgelsesforfatterne.
Gamle RuBisCO-enzymer forudsagtbaseret på moderne Solanaceae-planter, viste reelle udsigter i form af større effektivitet. I fremtiden vil forskere forsøge at erstatte generne fra det eksisterende RuBisCO-enzym i tobak (en modelplante) med arvelige sekvenser ved hjælp af CRISPR-teknologi. De vil så måle, hvordan dette påvirker biomasseproduktionen.
Læs mere:
Hviderussisk fysiker, der arbejder på kvanteinternet: dette er det første skridt mod teleportering
En af de største ishylder kollapsede på grund af vandstrømme
Er fysikkens standardmodel ikke længere relevant? Det vigtigste ved det nye arbejde af videnskabsmænd ved kollideren