متن خبر

تاریخ خبر : ۱۳۹۹/۰۵/۲۵

تعداد بازدید : ۱۴۸

تعداد رای : ۳

افزایش تولید محصول و کاهش مصرف آب با دستکاریِ فوتوسنتز

گیاهان کارخانه‌هایی هستند که با استفاده از نور و دی‌اکسیدکربن محصول تولید می‌کنند اما بخشی از این فرایند که فوتوسنتز نامیده می‌شود به علت کمبود مواد اولیه و برخی عوامل دیگر با کندی پیش میرود. حالا دانشمندان توانسته‌اند دو عامل مهم در کند بودن فوتوسنتز را شناسایی کرده و با اقدامات این پژوهشگران محصولات این گیاهان تا 27 درصد افزایش یافته است. این دستکاری همچنین باعث شده که میزان آب مصرفی این گیاهان کاهش پیدا کند.

به گفته‌ی "پاتریشیا لوپز" یکی از نویسندگان این مقاله: «درست مانند یک کارخانه، گیاهان به اندازه‌ی کُندترین بخشِ سیستم سریع هستند. ما بخش‌هایی از فرایند که کند است را شناسائی کرده‌ایم و برای سرعت بخشیدن به آن فرایندها ابزارهایی در اختیار گیاه قرار دادیم که سرعت این فرایندها افزایش پیدا کند.»

 

این پژوهش بخشی از پروژه‌ی بزرگتر به نام RIPE است که یک پروژه‌ی بین‌المللی است که در دانشگاه ایلینوی آمریکا در حال انجام است.

 

زمانیکه مواد اولیه، کانال‌های انتقالی و ماشین‌‌ها محدود باشند تولیدات کارخانه کاهش میابد. برای اینکه دریابیم چه چیزی فوتوسنتز را کند می‌کند محققین 170 گام در این فرایند را بررسی کردند تا دریابند که چگونه گیاهان با کارایی بهتری می‌توانند شکر تولید کنند. در این مطالعه این گروه توانست با حل دو محدودیتِ موجود رشد محصولات را تا 27 درصد افزایش دهد: این دو بخش شاملِ قسمت اول فوتوسنتز که گیاه انرژی الکترومغناطیس را تبدیل به انرژی شیمیایی می‌کند و قسمت دیگری که دی‌اکسیدکربن با شکر مخلوط می‌شود است. در میان این دو فوتوسیستم، نورخورشید جذب شده و تبدیل به انرژی شیمیایی می‌شود که بعدتر این انرژی می‌تواند برای فرایندهای دیگری در حین فوتوسنتز مورد استفاده قرار بگیرد. یک پروتئین انتقالی به نام پلاستوسینان، الکترون‌ها را به فوتوسیستم انتقال می‌دهد تا انرژی لازم برای این فرایند را تامین کنند. اما پلاستوسینین گرایش شدیدی به پروتئین گیرنده‌ش در فوتوسیستم دارد بنابراین در آن نواحی قرار می‌گیرد و از این که الکترون‌ها را با کارایی زیاد برگرداند و دوباره بیاورد ناتوان است. این مشکل با کمک رساندن به پلاستوسیانین برای اشتراک‌گذاریِ بارها با سیتوکروم‌های اضافی (c6) حل شد. پلاستوسیانین نیاز به مس و سیتوکروم نیاز به آهن دارد تا بتواند کارایی داشته باشند. بسته به در دسترس بودن این مواد گیاه می‌تواند از بین این دو پروتئین انتقالی انتخاب کند.

 

در عین حال این تیم پژوهشی چرخه‌ی کالوین- بنسون که یک فرایند دست و پاگیر در فوتوسنتز به حساب می‌آید (جاییکه دی‌اکسید کربن در میان شکر گیر می‌کند) را نیز بهبود بخشید. اینکار توسط قرض گرفتنِ ماشین‌آلاتِ سلولی اضافی از گونه‌های گیاهی دیگر و سیانوباکتری‌ها ممکن شد.

 

این دو بهبودبخشی باعث شد تا در گلخانه بهره‌وری این گیاهان تا 52 درصد افزایش یابد و همچنین در شرایط واقعی 27 درصد افزایش بهره‌وری رقم خورد. در ادامه این پروژه قصد دارد تا این فناوری را در گیاهان زیادی آزمایش کند و همچنین این فناوری را برای تمام جهان قابل دسترس کند.

 

نتایج این پژوهش در نشریه Nature Plants به چاپ رسیده است. برای مشاهده جزئیات آن، لینک مقاله را کلیک نمایید.

نظرات

پاسخ به نظــر بازگشت به حالت عادی ثبت نظر

Captcha