Исследование, которое издано в Растительной клетке, могло использоваться, чтобы помочь произвести новые зерновые культуры, которые могут процветать в ранее неприветливых, горячих и сухих регионах во всем мире.Засуха стойкие растения, такие как кактусы, агавы и суккуленты, использует расширенную форму фотосинтеза, известного как crassulacean кислотный метаболизм или КУЛАК, чтобы минимизировать водную потерю.Фотосинтез включает углекислый газ взятия от атмосферы, чтобы преобразовать в сахар, используя солнечный свет.
В отличие от других заводов, заводы КУЛАКА в состоянии поднять CO2 в течение более прохладной ночи, которая уменьшает водную потерю, и магазин захватил CO2 как яблочную кислоту в клетке, позволив ее использование для фотосинтеза без водной потери в течение следующего дня.Фотосинтез КУЛАКА отрегулирован внутренними циркадными часами завода, которые позволяют заводам дифференцировать и покупать право на день и ночь и регулировать свой метаболизм соответственно.
Однако относительно мало известно о точных молекулярных процессах, которые подкрепляют оптимальный выбор времени CO2, сохраненного и выпущенного этим уникальным способом.Команда исследователей в Институте Университета Интегральной Биологии посмотрела на фермент интереса под названием PPCK, который вовлечен в управление преобразованием CO2 к его ночной сохраненной форме (яблочная кислота; фруктовая кислота, которая заставляет яблоки являться на вкус острыми), и назад снова.
Они хотели знать, является ли PPCK необходимым компонентом для технического фотосинтеза КУЛАКА и проверил это, выключив ген PPCK на сочном заводе КУЛАКА Kalanchoe fedtschenkoi.Они нашли, что, для КУЛАКА, чтобы работать правильно, клетки должны включить PPCK, который каждую ночь ведут их внутренние циркадные часы. Когда они препятствовали тому, чтобы Kalanchoe делал PPCK ночью, заводы могли только захватить одну треть CO2, захваченного нормальными заводами.Кроме того, они нашли, что у заводов, которые были неспособны сделать PPCK каждую ночь, были изменения в их циркадных часах, удивление, находящее, что это предлагает, чтобы метаболиты, связанные с КУЛАКОМ, сообщили информацию времени суток в центрального хронометриста завода.
Доктор Джеймс Хартуэлл прокомментировал: «Засуха – ключевая причина глобальных потерь урожая, таким образом понимая механизмы, которые некоторые адаптированные к пустыне заводы развили, чтобы выжить, нехватка воды жизненно важна для улучшенной терпимости засухи разработки в разновидностях урожая.«Наша работа демонстрирует, что продолжающиеся усилия спроектировать фотосинтез КУЛАКА в другие заводы должны будут включать PPCK.
Неожиданная сложность, которую мы показали в отношениях между PPCK, КУЛАКОМ и циркадными часами также, подчеркивает потребность в длительном исследовании процессов КУЛАКА, прежде чем мы сможем полностью понять и эксплуатировать их пути».