Добавить в избранное
Инфореактор
Войти через социальную сеть
Вконтакте Facebook
или
Войти
О насО нас Предложить материал Вопросы
ВКонтакте
Facebook
Твиттер
Одноклассники
Наш канал в Telegram
RSS

Ген фотосинтеза поможет посевам расти в сложных условиях

14:55 18.09.2015 383

Ген фотосинтеза поможет посевам расти в сложных условиях
Подписывайтесь на наш Telegram, чтобы быть в курсе самых важных новостей.
Для этого нужно пройти по ссылке и нажать кнопку Join.

Исследователи из Оксфордского университета обнаружили ген, который помогает растениям оставаться здоровыми во время стресса. Его присутствие помогает растениям переносить нагрузки окружающей среды, например засуху. Это может способствовать созданию сельскохозяйственных культур, которые смогут лучше выдерживать неблагоприятные условия.

Растения опираются на структуры, называемые хлоропластами, которые осуществляют фотосинтез в их клетках. Во время фотосинтеза углекислый газ из воздуха преобразовывается в сахар с помощью энергии солнца. Однако во время стресса в результате этой же реакции могут получаться активные формы кислорода, которые являются токсичными для растений и вызывают у них повреждения или даже смерть.

Развитие хлоропластов контролируется наличием гена, известного как SP1, который регулирует прохождение белков, участвующих в фотосинтезе через внешнюю мембрану хлоропластов (у хлоропластов, как и у митохондрии, две липидные мембраны, а не одна, как у большинства органоидов – прим. ред.). Профессор Пол Джарвис, из Оксфордского университета, подозревал, что ген может использовать эту способность, чтобы помогать растениям во время выживания в неблагоприятных условиях.

«Человеческая популяция стремительно растет, увеличивая нагрузку на природные ресурсы и угрожая изменить климат. Так что сейчас более важно, чем когда-либо, развивать культуры, способные выживать в неоптимальных условиях выращивания», – поясняет профессор Джарвис. «Мы хотели выяснить, помогает ли SP1 растениям оставаться здоровыми, ограничивая распространение токсичных соединений в процессе фотосинтеза, идущего в неблагоприятных условиях».

Команда исследователей, во главе с профессором Джарвисом, уже сейчас проводит эксперименты, чтобы исследовать этот вопрос. Группа работала с тремя версиями кресс-салата: растение дикого типа (обычное растение, без изменений в ДНК), мутант без гена SP1 и инженерное растение, с усиленной экспрессией  гена SP1. Экспрессия – это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена преобразуется в функциональный продукт – РНК или белок.

В отдельных экспериментах три типа растений подвергались воздействию различных стрессовых условий: высокой концентрации соли, засухе, и воздействию гербицида параквата, который стимулирует выработку токсичных кислородных соединений. В каждом случае мутантные растения, у которых не было гена SP1, не удавалось вырастить. Между тем, инженерный кресс-салат (генетически-модифицированный) был более устойчивым к трудным условиям, чем нормальные растения. Эти результаты показали, что SP1 отвечает за устойчивость растения к неблагоприятным условиям.

Затем исследователи протестировали растение на накопление перекиси водорода – обычной активной формы кислорода, производимой в процессе фотосинтеза в стрессовых условиях. Ученые обнаружили высокие уровни содержания перекиси водорода в мутантных растениях,  низкий уровень в нормальных растениях и ещё меньший в генетически модифицированном растении. «На самом деле, генетически модифицированный салат был неотличим от здоровых растений из контрольной группы, которые не подвергались стрессовому воздействию», – поясняет профессор Джарвис. «Производство токсичных соединений было снижено до фонового уровня, который был у растения до стрессового воздействия».

Другая серия экспериментов была проведена для установления молекулярных механизмов работы гена SP1. Ученые обнаружили, что движение белков, участвующих в процессе фотосинтеза в хлоропласте, значительно менее интенсивное в модифицированных растениях. Это показывает, что SP1 сокращает синтез токсичных соединений, лимитирующих фотосинтез во время стресса, что избавляет растение от тяжелых или смертельных повреждений.

Открытие того, что ген SP1 помогает растениям справляться с неблагоприятными условиями, свидетельствует о том, что теперь возможно создать культуры, которые смогут расти в суровых условиях.

Команда сейчас работает с пшеницей, рисом, помидорами и капустой для того чтобы установить, являются ли их выводы применимыми к остальным сельскохозяйственным растениям. «Мы ожидаем, что ген будет вести себя так же и в зерновых культурах, таких как пшеница», – считает профессор Пол Джарвис. «Мы надеемся, что эта технология будет использоваться для повышения производительности сельскохозяйственных культур по всему миру».

Источник материала: phys.org


Загрузка...
Комментарии для сайта Cackle
Отправить сообщение об ошибке?
Ваш браузер останется на этой же странице
Спасибо!