Νέες γνώσεις για την αύξηση της πρόσληψης διοξειδίου του άνθρακα στα φυτά

Πίστωση: CC0 Public Domain

Φανταστείτε να μπορείτε να καλλιεργήσετε φυτά που θα μπορούσαν να απορροφήσουν ακόμη περισσότερο CO2 της ατμόσφαιρας της Γης και έτσι βοηθούν στην επίλυση παγκόσμιων κλιματικών προβλημάτων. Οι άνθρωποι έχουν επιλέξει, καλλιεργήσει και βελτιστοποιήσει φυτά για να αυξήσουν την παραγωγή τροφής και να εξασφαλίσουν την επιβίωσή μας για χιλιάδες χρόνια.


Αλλά η πιο σημαντική και βασική λειτουργία της ζωής στη Γη – η φωτοσύνθεση – δεν έχει σχέση με την επιλογή ή την αναπαραγωγή φυτών μέχρι τώρα, μια εποχή που οι εκπομπές αερίων θερμοκηπίου από ανθρώπινες δραστηριότητες απειλούν τον πλανήτη μας. Με τις νέες τεχνολογίες στα χέρια τους, οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο προσπαθούν τώρα να κατανοήσουν τις εσωτερικές διαδικασίες του φυτά που οδηγούν στη φωτοσύνθεση.

Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό PNAS, ερευνητές από το Τμήμα Επιστημών Φυτών και Περιβάλλοντος στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης μόλις ανακάλυψαν ότι μια ομάδα πρωτεϊνών στα κύτταρα των φύλλων των φυτών, που ονομάζεται CURT1, παίζει πολύ μεγαλύτερο ρόλο στη φωτοσύνθεση από ό,τι πιστεύεται συνήθως.

«Ανακαλύψαμε ότι οι πρωτεΐνες CURT1 ελέγχουν την ανάπτυξη ενός φυτού πράσινα φύλλα από το στάδιο του σπόρου. Έτσι, οι πρωτεΐνες έχουν μεγάλη επίδραση στην αποτελεσματικότητα της εγκαθίδρυσης της φωτοσύνθεσης», εξηγεί ο αναπληρωτής καθηγητής Mathias Pribil, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Πρωτεΐνες που ενεργοποιούν τη φωτοσύνθεση

Οι πρωτεΐνες CURT1 θεωρούνταν προηγουμένως ότι έπαιζαν πιο μέτριο ρόλο και υπήρχαν μόνο σε πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα. Αλλά χρησιμοποιώντας τεχνικές απεικόνισης αιχμής (φωτογραφία και εξοπλισμό υπολογιστή), οι ερευνητές έκαναν ζουμ 30.000 φορές στην ανάπτυξη μιας σειράς πειραματικών φυτών νεροκάρδαμου Thale (Arabidopsis). Αυτό τους επέτρεψε να μελετήσουν τα φυτά σε μοριακό επίπεδο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι πρωτεΐνες CURT1 ήταν παρούσες από τα πρώτα στάδια της ζωής των φυτών τους.

«Η έξοδος από το έδαφος είναι μια κρίσιμη στιγμή για το φυτό, επειδή χτυπιέται από το φως του ήλιου και χρειάζεται γρήγορα φωτοσύνθεση για να επιβιώσει. Εδώ μπορούμε να δούμε ότι οι πρωτεΐνες CURT1 συντονίζουν τις διαδικασίες που θέτουν σε κίνηση τη φωτοσύνθεση και επιτρέπουν στο φυτό να επιβιώσει, κάτι που δεν γνωρίζαμε πριν», εξηγεί ο Mathias Pribil.

Η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα σε χλωροπλάστες, ελλειπτικά σώματα μήκους 0,005 mm σε φυτικά κύτταρα που είναι ένα είδος οργάνου μέσα στα κύτταρα ενός φύλλου φυτού. Μέσα σε κάθε χλωροπλάστη, μια μεμβράνη φιλοξενεί πρωτεΐνες και άλλες λειτουργίες που καθιστούν δυνατή τη φωτοσύνθεση.

“Οι πρωτεΐνες CURT1 ελέγχουν το σχήμα αυτής της μεμβράνης, η οποία επιτρέπει σε άλλες πρωτεΐνες σε ένα φυτικό κύτταρο να κινούνται πιο εύκολα και να εκτελούν σημαντικές εργασίες γύρω από τη φωτοσύνθεση, ανάλογα με το πώς αλλάζει το περιβάλλον γύρω από αυτό. το φυτό. Αυτό θα μπορούσε να είναι για την αποκατάσταση της καλλιέργειας φωτός πρωτεΐνη συμπλέγματα όταν το ηλιακό φως είναι έντονο ή για να αυξήσει την ικανότητα συγκομιδής ενός χλωροπλάστη φωτεινή ενέργεια όταν το φως του ήλιου είναι αδύναμο », εξηγεί ο Pribil.

Καλύτερη απορρόφηση CO2 στο μέλλον

Η νέα ανακάλυψη παρέχει βαθύτερη εικόνα της πιο σημαντικής βιοχημικής αντίδρασης της Γης. Πράγματι, χωρίς φυτά, ούτε ζώα ούτε άνθρωποι θα υπήρχαν στον πλανήτη μας. Μέχρι στιγμής, το αποτέλεσμα ισχύει μόνο για το φυτό νεροκάρδαμο thale, αλλά ο Pribil θα ήταν «πολύ έκπληκτος» εάν η σημασία των πρωτεϊνών CURT1 για τη φωτοσύνθεση δεν επεκταθεί και σε άλλα φυτά.

“Αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα στο δρόμο για την κατανόηση όλων των συστατικών που ελέγχουν τη φωτοσύνθεση. Το ερώτημα είναι αν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη νέα γνώση για να βελτιώσουμε το CURT1 σύμπλεγμα πρωτεϊνών στα φυτά γενικά, προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η φωτοσύνθεση», διευκρινίζει ο Mathias Pribil, ο οποίος προσθέτει: «Ένα μεγάλο μέρος της έρευνάς μας περιστρέφεται γύρω από την κατασκευή φωτοσύνθεση πιο αποτελεσματικά, ώστε τα φυτά να μπορούν να απορροφούν περισσότερο CO2. Ακριβώς όπως έχουμε επιλέξει και καλλιεργήσει τις καλύτερες καλλιέργειες σε όλη την ιστορία της γεωργίας, τώρα είναι να βοηθήσουμε τη φύση να γίνει το καλύτερο CO που μπορεί να είναι.2 απορροφητής », εξηγεί ο Mathias Pribil.


Η μελέτη ρίχνει φως στη φωτοσύνθεση σε φύλλα με χαμηλό σίδηρο


Περισσότερες πληροφορίες:
Omar Sandoval-Ibáñez et al, Thylakoid curvature proteins 1 ρυθμίζουν τη μορφολογία του προελασματικού σώματος και προάγουν την οργανωμένη βιογένεση των θυλακοειδών στο Arabidopsis thaliana, Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών (2021). DOI: 10.1073 / pnas.2113934118

Παραθέτω, αναφορά: Νέα γνώση για την αύξηση της πρόσληψης διοξειδίου του άνθρακα στα φυτά (2021, 17 Νοεμβρίου) ανακτήθηκε στις 18 Νοεμβρίου 2021 από https://phys.org/news/2021-11-knowledge-carbon-dioxide-uptake.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από την ορθή χρήση για ιδιωτικούς σκοπούς μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημέρωση.

READ  Η νέα απεικόνιση της NASA ανιχνεύει δυαδικό χορό κάμψης φωτός μαύρης τρύπας

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *