Новое исследование впервые дает представление о том, как в процессе эволюции возникли тилакоидные мембраны — внутренние компартменты, где происходит фотосинтез, производящий кислород. Сравнивая геномы цианобактерий с тилакоидами и без них, исследователи выявили белки, которые могли способствовать их формированию.
Фотосинтез C4 — это специализированная форма фотосинтеза, которая развилась лишь у небольшого числа видов растений, включая кукурузу, сорго и сахарный тростник. Этот тип фотосинтеза обеспечивает дополнительные преимущества: растения, способные к фотосинтезу C4, более эффективно используют воду и азот, что часто делает их более засухоустойчивыми и менее зависимыми от удобрений, чем обычные растения.
Кукуруза — культура уникальная. В отличие от пшеницы или ячменя, она работает по схеме C4-фотосинтеза. Это значит, что растение тратит меньше воды на производство каждой единицы органического вещества и активнее набирает биомассу даже в жару.
Колебания температуры приводят к изменению растительного белка Рубиско, обеспечивающего фотосинтез, доказали ученые.
Ученые настоятельно советуют уделить в программах селекции сельхозкультур важнейшему признаку - C4- фотосинтезу. Он даёт возможность успешно выращивать богатый урожай в жаре и засухе.
Исследование, проведенное международным коллективом ученых, позволило получить представление о том, как растения формируют микроскопический ландшафт белков, имеющих решающее значение для фотосинтеза — основы пищевой и химической энергетической цепи Земли. Это открытие дает новое представление о молекулярном механизме, преобразующем солнечный свет в биоэнергию, и может позволить в будущем оптимизировать урожайность сельскохозяйственных культур и придать им другие важные свойства.
Исследователи намерены использовать это в целях селекции жароустойчивых культур, поскольку с изменением климата скачки температуры будут выходить за пределы комфорта сельскохозяйственных растений.
Для повышения фотосинтеза у пшеницы предложено опрыскивание специальной сигнальной молекулой, которая отвечает за использование растениями сахаров.
Повышение эффективности фотосинтеза сельскохозяйственных культур может улучшить урожайность. Генетическая манипуляция показала, что фотосинтез можно улучшить, ускорив релаксацию фотозащитных механизмов во время переходов от солнца к тени, но при помощи традиционной селекции такие новые сорта сои не создать.
Группа исследователей окружающей среды, ученых-геологов и специалистов по загрязнению из Нанкинского университета, Китайской академии наук и коллег из Германии и США обнаружили доказательства того, что микропластик оказывает негативное влияние на фотосинтез в наземных, морских и пресноводных экосистемах.
