По подсчетам ученых к 2050 году на земле будет проживать более 9 миллиардов человек.
Ученые Корнэллского университета (США) придумали как повысить урожайность всех сельскохозяйственных культур. Для этого они усовершенствовали процесс фотосинтеза, что увеличит производство продуктов питания на ограниченном количестве пахотных земель.
По словам ученых-растениеводов, сине-зеленые водоросли (цианобактерии) фотосинтезируют более эффективно, чем большинство сельскохозяйственных культур. И поэтому ученые решили внести элементы цианобактерий в культурные растения для увеличения их фотосинтеза.
Корнэллский Университет.
Считается, что для увеличения продуктивности, необходимо удалить карбоангидразу, которая содержится в хлоропластах растений, и тогда сельскохозяйственные растения начнут усваивать углекислый газ столь же интенсивно, как и сине-зеленые водоросли.
Когда растения фотосинтезируют, они превращают углекислый газ, воду и свет в кислород, сахарозу и сахар, используемый для получения энергии и построения новых тканей. Во время этого процесса фермент Рубиско, присутствующий во всех растениях, забирает неорганический углерод из воздуха и преобразует его в органическую форму, которую растение использует для создания тканей.
Рубиско реагирует как с углекислым газом, так и с кислородом воздуха что замедляет фотосинтез и тем самым снижает урожайность. Но у цианобактерий Рубиско защищен от кислорода от кислорода. “Идея состоит в том, чтобы в конечном итоге задействовать весь механизм концентрации углерода цианобактерий в сельскохозяйственных культурах», — рассказала Морин Хэнсон, профессор молекулярной биологии растений, глава исследовательской группы университета.
Морин Хэнсон, профессор молекулярной биологии (слева)
Но для того, чтобы механизм работал в сельскохозяйственных культурах , уровень бикарбоната в них должен достигать уровней, во много раз превышающих норму. Когда ученая группа удалила 99% фермента ангидразы растения росли нормально. Но когда Хэнсон и его коллеги довели показатель до 100% активности фермента, они расти перестали. “Исследование показало, что растениям нужен этот фермент для производства бикарбоната, который используется в образовании ткани листа”, — объяснила Хэнсон в интервью научному журналу Proceedings of the National Academy of Sciences.
Эксперимент дал понять, что отсутствие карбоангидразы не мешает фотосинтезу, но препятствует защите ткани растения. Однако исследователи из группы Хэнсона обнаружили, что они могут включать неактивную версию карбоангидразы и при этом поддерживать защиту растения.
«Теперь мы знаем, что можем создать неактивный фермент, который не повлияет на наш механизм концентрирования углерода, но по-прежнему позволит культурным растениям быть устойчивыми к вирусам», — заявила эксперт.
Из Национального научного фонда, на продолжение дальнейших исследований, группе доктора Хэнсон недавно был выделен грант на сумму около 800000 долларов.
Ранее ученые-климатологи всего мира подготовили доклад, из которого следует, что из-за деятельности человека к 2050 году мы увидим Арктику безо льда.
