Ученые обнаружили, что урожайность ГМО риса, способного сохранять эффективный фотосинтез при высоких температурах, увеличилась на 20% при нормальных условиях. Об этом сообщает Science.
Ученые объяснили, что когда растения подвергаются воздействию света, комплекс белков, называемый фотосистемой II (PSII), возбуждает электроны, что способствует фотосинтезу, пишет glavagronom. Но высокая температура или интенсивный свет могут повредить ключевой белок D1, прекращая работу PSII. Хлоропласты имеют свою собственную ДНК, в том числе ген D1. Однако, с геномом хлоропласта работать гораздо сложнее, чем с генами в ядре растительной клетки.
Исследователи под руководством молекулярного биолога растений Фан-Цин Го (Fang-Qing Guo) предположили, что D1, созданный геном ядра, может работать точно так же и быть более эффективным, так как его синтез в цитоплазме вместо хлоропласта будет защищен от агрессивных побочных продуктов фотосинтетических реакций.
Ученые проверили эту идею на резушке Таля (Arabidopsis thaliana). Они взяли ген хлоропласта, отвечающий за синтез D1, связали его с участком ДНК, который включается во время теплового стресса, и перенесли в ядро.
Исследователи обнаружили, что модифицированные растения резушки Таля смогли выжить в условиях сильной жары в лаборатории — 8,5 часов при 41°C, что привело к гибели большинства контрольных растений. Тот же ген резушки также придал жаростойкость табаку и рису.
У всех трех видов ГМО растений эффективность фотосинтеза и рост сохранились лучше, чем у выживших контрольных растений. Эффективность фотосинтеза табака увеличилась на 48%. В полевых условиях урожайность трансгенного риса повысилась на 20%.
Ученые полагают, что их открытие поможет сохранить урожайность сельскохозяйственных культур в условиях глобального потепления климата.
