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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Подсластитель из яблочных и грушевых отходов 09.07.2024 Современные тенденции в пищевой промышленности стремятся к разработке альтернатив сахару, которые не только безопасны для здоровья, но и экологичны. Нидерландская компания Fooditive, специализирующаяся на растительных ингредиентах, представила революционный подсластитель Keto-Fructose, произведенный из отходов яблок и груш. Этот инновационный продукт в настоящее время проходит оценку безопасности в Управлении по контролю за продуктами и лекарственными средствами США (FDA) и готовится к выходу на американский рынок. Процесс производства Keto-Fructose уникален. Подсластитель создается с помощью брожения побочных продуктов переработки яблок и груш. Такой подход позволяет не только эффективно использовать отходы, но и создавать продукт, который может заменить обычный сахар в самых разнообразных продуктах - от шоколада и выпечки до фруктовых начинок, глазурей и напитков. Это делает разработку особенно привлекательной для производителей, стремящихся к устойчивому развитию. Производитель утверждает, что Keto-Fructose сохраняет все основные функциональные характеристики сахара, включая его необычайную сладость, при этом не влияя на вкус, текстуру или срок хранения продукции. Это важное качество подчеркивает генеральный директор Fooditive, Моаяд Абушохедим: "Мы понимаем вызовы, связанные с заменой сахара, и подчеркиваем, что эффективность альтернативы сахару измеряется не только вкусом". Одним из ключевых преимуществ Keto-Fructose является его экологичность и инновационность. Производство подсластителя из побочных продуктов переработки фруктов помогает сократить отходы и поддерживает принципы устойчивого развития. Таким образом, новый подсластитель не только полезен для здоровья, но и способствует охране окружающей среды. На данный момент Fooditive активно ведет переговоры с компаниями в секторе пищевой и напиточной промышленности (F&B), чтобы представить свой инновационный продукт широкой аудитории. Компании планируют интегрировать Keto-Fructose в более широкий перечень продуктов, предлагая потребителям полезные и экологически чистые альтернативы традиционным сахарам. Внедрение таких инновационных решений, как Keto-Fructose, может существенно изменить подход к производству сладких продуктов, делая их более здоровыми и экологичными. Потребители, в свою очередь, смогут наслаждаться любимыми сладостями без вреда для здоровья и планеты. Разработка Fooditive представляет собой важный шаг в направлении устойчивого развития и здорового питания. Использование отходов для создания подсластителя, который сохраняет вкусовые и функциональные свойства сахара, открывает новые перспективы для пищевой промышленности и может стать образцом для будущих инноваций в этой области.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025