Wetenschappers hebben ontdekt hoe ze planten kunnen aanpassen aan snelle klimaatverandering en verhoogde gewasopbrengsten om
Ze ontwikkelden een computationele methode waarmee wetenschappers veelbelovende kandidaat-enzymen konden identificeren voor een betere fotosynthese van planten.Ze kunnen worden opgenomen in moderne gewassen en uiteindelijk de opbrengst verhogen.
De onderzoekers voorspelden de toestand van de ribulosefosfaatcarboxylase (RuBisCO) genen voor 20-30 miljoen jaartoen het niveau van koolstofdioxide op aarde hoger was dan nu.Destijds waren RuBisCO-enzymen in planten aangepast aan zulke extreme niveaus.
Ribulose-bisfosfaatcarboxylase is een enzymkatalyseren van de toevoeging van koolstofdioxide aan ribulose-1,5-bisfosfaat in de eerste fase van de Calvincyclus, evenals de oxidatiereactie van ribulosebifosfaat in de eerste fase van het fotorespiratieproces.
In feite hebben wetenschappers een oud enzym "nieuw leven ingeblazen" om het te verbeteren voor opname in gewassen.Dit zal helpen bij de aanpassing aan de hete en droge omstandigheden van het toekomstige klimaat, naarmate de menselijke activiteiten toenemende concentratie van warmtevasthoudende CO₂ in de atmosfeer van de aarde.
Een moderne variant van RuBisCO "trekt" koolstof uit CO₂ om suikers te maken, maar doet dat welBovendien katalyseert het soms een reactie met zuurstof in de lucht en creëert het eenHet is een giftig bijproduct, verspilt energie en maakt fotosynthese inefficiënt.
Nu hebben wetenschappers de fylogenie van Rubisco gereconstrueerd met behulp van Solanaceae-planten. Door veel Rubisco-sequenties in bestaande planten te verkrijgen, is het mogelijk om een fylogenetische boom te bouwen om erachter te komen welke RuBisCO waarschijnlijk 20 tot 30 miljoen jaar heeft bestaanterug", leggen de auteurs van de studie uit.
De oude RuBisCO-enzymen, voorspeld op basis van moderne Solanaceae-planten, zijn veelbelovend gebleken in termen van grotere werkzaamheid.In de toekomst zullen de wetenschappers proberen de genen van het bestaande RuBisCO-enzym in tabak (een modelplant) te vervangen door erfelijke sequenties met behulp van CRISPR-technologie.Vervolgens gaan ze meten wat dit betekent voor de productie van biomassa.
Lees verder:
Wit-Russische natuurkundige werkt aan kwantuminternet: dit is de eerste stap naar teleportatie
Een van de grootste ijsplaten stortte in door waterstromen
Is het standaardmodel van de natuurkunde niet meer relevant? Het belangrijkste van het nieuwe werk van wetenschappers bij de versneller