A tudósok rájöttek, hogyan lehet a növényeket alkalmazkodni a gyors éghajlatváltozáshoz és a növekvő hozamokhoz, így
Kidolgoztak egy számítási módszert, amelylehetővé tette a tudósok számára, hogy azonosítsák a növényi fotoszintézis javításának ígéretes jelöltjeit. Bevezethetők a modern mezőgazdasági növényekbe, és végső soron növelhetik a termelékenységet.
Az új módszer az evolúció történetén alapult.A kutatók 20-30 millió évvel ezelőtt jósolták meg a ribulóz-biszfoszfát-karboxiláz (RuBisCO) gének állapotát, amikor a Föld szén-dioxid-szintje magasabb volt, mint ma. Ezután a növényekben a RuBisCO enzimeket ilyen szélsőséges szintekre adaptálták.
A ribulóz-biszfoszfát-karboxiláz egy enzimkatalizálja a szén-dioxid hozzáadását a ribulóz-1,5-biszfoszfáthoz a Calvin-ciklus első szakaszában, valamint a ribulóz-biszfoszfát oxidációs reakcióját a fotorespirációs folyamat első szakaszában.
Valójában a tudósok „újjáélesztettek” egy ősi enzimet,javítani a mezőgazdasági növényekben való szerepeltetés érdekében. Ez segít nekik alkalmazkodni a jövő éghajlatának meleg és száraz viszonyaihoz, mivel az emberi tevékenység növeli a hőmegkötő gáz CO₂ koncentrációját a Föld légkörében.
A RuBisCO modern változata „kihúzza” a karbonta CO₂-ból cukrokat hoz létre, de nagyon lassan. Ezenkívül néha reakciót katalizál a levegő oxigénjével, és mérgező mellékterméket hoz létre, energiát pazarol, és hatástalanná teszi a fotoszintézist.
Most a tudósok rekonstruálták Rubisco törzsfejlődését,Solanaceae növények felhasználásával. „A Rubisco több [genetikai] szekvenciájának kinyerésével a meglévő növényekben egy filogenetikai fát lehet építeni annak tisztázására, hogy valószínűleg mely RubisCO-k léteztek 20-30 millió évvel ezelőtt” – magyarázzák a tanulmány szerzői.
Az ősi RuBisCO enzimek előrejelzésea modern Solanaceae növényekre alapozva valós kilátásokat mutatott a nagyobb hatékonyság tekintetében. A jövőben a tudósok megpróbálják a dohányban (mintanövény) meglévő RuBisCO enzim génjeit CRISPR technológia segítségével örökletes szekvenciákkal helyettesíteni. Ezután meg fogják mérni, hogy ez hogyan befolyásolja a biomassza-termelést.
Olvass tovább:
Fehérorosz fizikus, aki kvantuminterneten dolgozik: ez az első lépés a teleportáció felé
Az egyik legnagyobb jégpolc a vízfolyások miatt összeomlott
A fizika standard modellje már nem releváns? A legfontosabb dolog a tudósok új munkájáról az ütközőnél