提高作物相片合成tobostYields

农户需在有限可耕地上增产50%结果植物科学家与时间竞争,通过提高产量提高作物工程光合作用.

蓝绿色藻类(cianobactria)已知光合成比大多数作物效率更高,因此研究人员正努力从蓝莓元素插入作物植物中

一项新的研究描述朝向实现这一目标迈出的重要一步。2021年8月11日发布国家科学院记录.

俄罗斯比利时赔率Maureen Hyde贝利植物分子生物学教授是论文高级作者凯文海因斯博士汉森实验室前学生Vishal Chaudhari和汉森实验室后院合作者Vishal Chaudhari是优先作者

植物光合成法将二氧化碳、水和光转换成氧和苏格鲁斯,糖用于能量和新组织搭建Rubisco是所有植物中发现的一种酶,从空气中取出无机碳和“修补物”,或转换成有机形式

提高作物光合作用的一个障碍是Rubisco对空气中的二氧化碳和氧反应后一反应产生有毒副产品,慢光合作用并降低产量Rubisco嵌入微分块内 叫做boxypse 保护Rubisco不受氧

carboxysome额外允许蓝菌集中二氧化碳, Rubisco用它加速固碳作物植物没有箱式机, 所以想法是最终把整个碳聚积机制 从蓝菌插进作物中,

为使系统工程化以在作物工厂工作,科学家必须清除自生酶Cabic反水合金,从产生光合作用植物细胞中的叶板和有机物中清除这是因为axycase的作用是在植物细胞中建立CO2和becarte平衡,通过催化反应,CO2和We组成bcarte并反之为使碳聚积机制从蓝菌到作物工作,系统内双碳酸盐必须达比均衡时高数倍

汉森说道,“所以在这个研究中, 汉森说,“我们做了那步[消除ahydrace] 做boxy

论文作者描述使用CRISPR/Cas9基因编辑技术去禁止表达二种氯板所含有的碳酸acy酶的基因以往,另一个研究组使用不同方法去除99%的ahydase酶活动,植物正常生长汉森和同事清除全部酶活动后 植物微量增长显示植物需要这种酶制造双碳酸盐 用于路径制造叶组织组件 汉森说

植物放入高CO2生长室后恢复正常生长,因为高量CO2自发反应形成单碳酸

团队认为,他们有消除ahydrae并仍然有足够的双碳酸未来研究最近由近800 000美元国家科学基金会赠款资助, 计划对叶板膜安装双碳化物运输器, 从细胞其他部分输入二碳化物并避免反水解毒物, 额外双碳酸盐预期会提高光合作用, 甚至在boxysomes编译成氯板前

实验显示,没有碳反水合物并不会干扰光合作用,这与以前持有的视图不同。

潜在问题在于 氯板中发现的碳反水合物已知 与工厂防波路径相关汉森集团研究者发现,他们可以分解非静态碳化反水合金并维护厂防

非活动酶不会影响碳聚积机制 但仍允许作物抗病毒

参考物:“叶板中不含碳反水合物会影响C₃植物开发非光合作用由KevinMHines、Vishlingh Chaudhari和KristenEdgeworth,Thomas G欧文斯和莫林RHanson,2021年8月11日国家科学院记录.
DOI:101073/pnas.2107425118

俄罗斯比利时赔率研究得到了国家科学基金会合成生物方案的资助。