Гены, отвечающие за фотосинтез, способны повышать урожайность

25.11.2016

Кришна Нийоги (Krishna Niyogi) и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли (США) исследовали три гена, участвующие в фотосинтезе и защищающие растительные клетки от повреждений. Ученые установили, что увеличение экспрессии этих генов у культурного табака приводит к повышению его урожайности на 14-20% процентов.

Известно, что в процессе фотосинтеза растения используют энергию солнечного света, чтобы усвоить углерод из атмосферы и преобразовать его в биомассу, которую мы можем использовать в качестве еды, топлива и одежды. Однако когда солнечного света слишком много, хлоропласты в растительной клетке могут быть повреждены, поэтому растения оснащены системой защиты. Для этой цели внутри хлоропластов имеется система под названием NPQ (Non Photochemical Quenching). Она защищает клетки от чрезмерной солнечной радиации. Профессор Нийоги сравнивает ее с механизмом сброса избыточного давления в паровой машине: "NPQ включается и безопасно избавляет от избытка энергии. В тени давление в "двигателе" уменьшается. NPQ выключается, но не достаточно быстро. Это похоже на утечку в системе с открытым клапаном", - сказал он.

Увеличивая экспрессию трех генов, участвующих в NPQ, ученые добились того, что эта система выключается быстрее, а эффективность фотосинтеза даже в слабоосвещенных участках становится выше.

"Мы использовали табак в качестве модели культурных растений, потому что это легко. Но мы работаем над тем, чтобы произвести такие же изменения в рисе и других продовольственных культурах. Молекулярные процессы, которые мы модифицировали, имеют основополагающее значение для растений, которые осуществляют фотосинтез, так что мы надеемся увидеть аналогичное увеличение урожайности и в других культурах", - рассказал Кришна Нийоги

Работа по повышению урожайности сельскохозяйственных культур становится все более актуальной по мере роста мирового населения. ООН прогнозирует, что к 2050 году потребуется увеличить производство сельскохозяйственных продуктов почти в два раза для удовлетворения растущего спроса. Пока что урожайность основных мировых сельскохозяйственных культур не растет достаточно быстро, чтобы удовлетворить эту потребность.

<< Назад: Создано средство от диабета и ожирения 26.11.2016

>> Вперед: Движущиеся тротуары для городов 25.11.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Биоэлектронные пластыри для лечения кожи 08.06.2024 Ученые разработали гибкий пластырь, который можно адаптировать и хранить, сочетающий бактерии и датчики для взаимодействия с телом. Исследователи создали "живую биоэлектронику" - устройство, сочетающее клетки, гель и электронику для мониторинга и лечения заболеваний кожи. Протестированное на мышах устройство уменьшает воспаление и имеет потенциал для более широкого применения в медицине. Команда работает над коммерциализацией технологии. В течение многих лет лаборатория профессора Божьи Тяня исследовала, как соединить сферу электроники - как правило, жесткую, металлическую и громоздкую - с мягкой, гибкой и щекотливой природой человеческого тела. В последних исследованиях они создали прототип того, что они называют "живой биоэлектроникой": сочетание живых клеток, геля и электроники, которая может интегрироваться с живой тканью. Пластыри состоят из сенсоров, бактериальных клеток и геля из крахмала и желатина. Испытания на мышах показали, что устройства могут постоянно контролировать и улучшать симптомы, похожие на псориаз без раздражения кожи. Лаборатория Тиана специализируется на раскрытии фундаментальных принципов взаимодействия живых клеток и тканей с синтетическими материалами; их предыдущая работа включала крошечный кардиостимулятор, которым можно управлять с помощью легких и крепких, но гибких материалов, которые могли бы стать основой костных имплантатов. В этом исследовании они применили новый подход. Как правило, биоэлектроника состоит из самой электроники, а также мягкого слоя, чтобы она не раздражала организм. Группа Тиана задавалась вопросом, могут ли они добавить новые возможности, интегрировав третий компонент: самые живые клетки. Группу заинтересовали целебные свойства определенных бактерий, таких как S. epidermidis , микроба, который естественным образом обитает на коже человека и, как было показано, уменьшает воспаление. Исследователи создали устройство из трех компонентов. Каркас представляет собой тонкую гибкую электронную схему с датчиками. Он покрыт гелем, созданным из крахмала тапиоки и желатина, который является мягким и имитирует состав самой ткани. Наконец, микробы S. epidermidis заправлены в гель. Когда устройство помещается на кожу, бактерии выделяют соединения, которые уменьшают воспаление и датчик контролирует кожу на предмет таких сигналов, как температура и влажность кожи.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026