Определены цели будущих исследований для повышения урожайности культур

Группа ученых измерила относительную важность различных препятствий, с которыми сталкивается углекислый газ (СО2) на пути из атмосферы внутрь растительных клеток, где он превращается в сахар. Этот ведущий метод исследования предоставляет столь необходимую информацию, которая поможет повысить урожайность таких важных пищевых культур, как соя и маниока, сообщает портал phys.org.

«Наши данные выдвигают на первый план многообещающие цели по улучшению диффузии CO2 через лист с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур», – говорит ведущий автор доктор Тори Кларк, работающая в Австралийском национальном университете (ANU), в рамках проекта «Реализация увеличения фотосинтеза». Проект «Эффективность» (RIPE) – международный исследовательский проект, направленный на улучшение фотосинтеза для обеспечения фермеров во всем мире более урожайными культурами. CO2 перемещается в клетки растений и во время фотосинтеза превращается в пищу ферментами, расположенными внутри хлоропластов. Однако это путешествие не будет гладким, а скорее полным препятствий и сопротивлений, поскольку СО2 предстоит пройти «твердые стены», «жидкие долины» и «туннели, охраняемые белками-привратниками».

«Наши результаты в огромной степени помогут в создании более точных моделей листьев и культур, поскольку мы связали анатомические структуры внутри листьев с важными физиологическими аспектами урожая, такими как возраст листа и его положение в кроне, чтобы узнать, что влияет на поглощение CO2 клетками листа», – говорит доктор Кларк из центра передового опыта по трансляционному фотосинтезу (CoETP) при Австралийском исследовательском совете (ARC). В статье, опубликованной на этой неделе в журнале Королевского общества Interface Focus, в качестве модели использовался табак, но полученные результаты применимы и к другим важным продовольственным культурам, таким как соя, вигна и картофель.

«Наша цель – сделать эти культуры более продуктивными, но мы хотим улучшить не только листья в верхней части полога, но и распространить эти изменения по всему растению. В этой статье мы рассматриваем унаследованные вариации листьев в пределах полога и его связь с фотосинтетической способностью », – говорит доктор Флоренс Данила из CoETP, соавтор статьи. Диффузия CO2 из воздуха в клетки листа важна для фотосинтеза, но до сих пор понимание того, как это происходит, было весьма ограниченным.

«В этом исследовании мы конкретизировали все эти параметры и физиологические измерения и обнаружили, что такие переменные, как толщина клеточных стенок, должны стать целью для улучшения в будущих исследованиях», – говорит заместитель директора CoETP профессор Сюзанна фон Каммерер, одна из соавторов исследования. «Удивительно, но другие аспекты, такие как взаимосвязь между площадью хлоропластов и положением листьев в пологе, оказались не так актуальны, как мы ожидали. Эта информация важна для будущих исследователей, сосредоточенных на улучшении фотосинтеза и производства продуктов питания в полевых культурах», – резюмировала она.