Открытие нового "переключателя" в растениях может повысить урожайность и производство биотоплива
Исследователи из Университета штата Мичиган обнаружили "переключатель", регулирующий фотосинтез растений — процесс, позволяющий им запасать солнечную энергию для роста и производства пищи.
Фотосинтез запасает энергию в двух формах, которые питают метаболизм растений. Поток энергии в каждую из этих форм должен быть идеально сбалансирован с потребностями метаболизма, иначе растение самоуничтожится.
Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, сосредоточены на том, что происходит, когда выход фотосинтеза становится несбалансированным и растения начинают производить токсины, которые необходимо немедленно устранить.
Команда под руководством Дэвида Крамера, профессора фотосинтеза и биоэнергетики, показала, что один из этих токсинов — перекись водорода (H2O2) — сигнализирует об активации альтернативного фотосинтетического пути, называемого циклическим потоком электронов (CEF).
Определение функции этого переключателя может помочь в создании растений с повышенной эффективностью и устойчивостью к стрессам окружающей среды, что облегчит глобальный спрос на продовольствие и топливо в условиях изменения климата.
CEF — это интенсивно изучаемый, но всё ещё плохо понятный путь переноса электронов в растениях. Чтобы соответствовать постоянно меняющимся потребностям растительной клетки, альтернативные пути, такие как CEF, должны быстро включаться и выключаться.
Поскольку метаболизм растений и водорослей модифицируют для удовлетворения глобального спроса на продовольствие и топливо, важно понимать, как фотосинтез должен будет адаптироваться к этим изменениям.
Хотя растения тихо и эффективно управляют этим переносом энергии, фотосинтез остаётся высоко нестабильным процессом.
"Мы знали, что CEF — важный процесс в фотосинтезе, особенно при экологических стрессах, таких как засуха, холод или жара, но мы не знали, как он регулируется. Теперь у нас есть ключ к одному из важных триггеров", — сказал Дэвид Крамер.