Гены кукурузы помогут увеличить урожайность риса на десятки процентов

Европейские и австралийские биотехнологи впервые успешно интегрировали в геном риса пять ключевых генов, отвечающих за функционирование высокоэффективной версии фотосинтеза, характерного для кукурузы. Это открытие может привести к увеличению урожайности данного злака на десятки процентов, как сообщают ученые в статье, опубликованной в журнале Nature Plants. Об этом сообщает издание ТАСС.

По словам исследователей, большинство растений на Земле использует С3-фотосинтез для накопления энергии в углеводах, тогда как кукуруза и некоторые другие травянистые виды применяют более эффективный C4-фотосинтез. В будущем добавление соответствующей цепочки ферментов в клетки риса может повысить его урожайность на 50% и более.

Авторы работы, группа исследователей из Австралии и Европы под руководством Джона Ланна из Института молекулярной физиологии растений в Германии, отмечают, что растения извлекают энергию из солнечного света, преобразуя углекислый газ в фосфороглицериновую кислоту, содержащую три атома углерода (C3).

Около 30 миллионов лет назад предки кукурузы и сахарного тростника перешли на более эффективный C4-фотосинтез, при котором СО2 преобразуется в щавелевоуксусную кислоту, содержащую четыре атома углерода. Учёные долгое время пытались внедрить эту форму фотосинтеза в различные культурные растения, но ранее им удавалось заменить лишь часть ключевых ферментов, необходимых для производства питательных веществ.

Биотехнологи из Европы и Австралии разработали уникальный метод модификации генома риса, который позволил им перенести в его ДНК все пять ключевых участков, отвечающих за работу С4-фотосинтеза. Для этого им пришлось значительно изменить один из генов, ZmNADP-ME, встроить его в геном экспериментального сорта риса и затем скрестить с другим растением, в чью ДНК были добавлены четыре других гена фотосинтеза.

Проведенные эксперименты показали, что созданные вариации риса эффективно преобразуют СО2 в щавелевоуксусную кислоту, что подтвердило работоспособность новой фотосинтезирующей цепочки. Хотя уровень активности пока значительно ниже, чем в клетках кукурузы, ученые уверены, что дальнейшие исследования помогут решить эту проблему и создать сорта риса с рекордной урожайностью.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX

Читайте также: