Forskare har kommit på hur man kan anpassa växter till snabba klimatförändringar och ökande skördar, så att
De utvecklade en beräkningsmetod somlät forskare identifiera lovande enzymkandidater för förbättrad växtfotosyntes. De kan införas i moderna jordbruksgrödor och i slutändan öka produktiviteten.
Den nya metoden var baserad på evolutionens historia.Forskare har förutspått tillståndet för generna för ribulosbisfosfatkarboxylas (RuBisCO) för 20-30 miljoner år sedan, när koldioxidnivåerna på jorden var högre än idag. Sedan anpassades RuBisCO-enzymerna i växter till sådana extrema nivåer.
Ribulosbisfosfatkarboxylas är ett enzymkatalyserar tillsatsen av koldioxid till ribulos-1,5-bisfosfat i det första steget av Calvin-cykeln, såväl som oxidationsreaktionen av ribulosbisfosfat i det första steget av fotorespirationsprocessen.
Faktum är att forskare har "återupplivat" ett gammalt enzym,att förbättra den för inkludering i jordbruksgrödor. Detta kommer att hjälpa dem att anpassa sig till de varma och torra förhållandena i det framtida klimatet eftersom mänsklig aktivitet ökar koncentrationen av värmefångande gas CO₂ i jordens atmosfär.
Den moderna versionen av RuBisCO "drar ut" kolfrån CO₂ för att skapa sockerarter, men gör det väldigt långsamt. Dessutom katalyserar det ibland en reaktion med syre i luften och skapar en giftig biprodukt, slösar energi och gör fotosyntesen ineffektiv.
Nu har forskare rekonstruerat Rubiscos fylogeni,använder Solanaceae-växter. "Genom att erhålla flera [genetiska] sekvenser av Rubisco i befintliga växter kan ett fylogenetiskt träd konstrueras för att klargöra vilka RubisCOs som sannolikt existerade för 20–30 miljoner år sedan," förklarar studieförfattarna.
Forntida RuBisCO-enzymer förutspåddebaserad på moderna Solanaceae-växter, visade verkliga möjligheter i form av större effektivitet. I framtiden kommer forskare att försöka ersätta generna från det befintliga RuBisCO-enzymet i tobak (en modellväxt) med ärftliga sekvenser med hjälp av CRISPR-teknik. De kommer sedan att mäta hur detta påverkar produktionen av biomassa.
Läs mer:
Vitrysk fysiker som arbetar med kvantinternet: detta är det första steget mot teleportering
En av de största ishyllorna kollapsade på grund av vattenflöden
Är standardmodellen för fysik inte längre relevant? Det viktigaste med det nya arbetet med forskare vid kollideraren