Когато растенията са изложени на светлина, протеиновият комплекс фотосистема II (ФСII) възбужда електрони, за да протече процеса фотосинтеза. Но топлината или интензивната светлина могат да повредят важна субединица, известна като D1, и да спрат работата на ФСII, докато растението възстанови и вмъкне нов D1 белтък в комплекса. Хлоропластите имат собствена ДНК, включително ген за D1 и повечето биолози предполагат, че протеинът се синтезира там.
Изследователският екип от Китайската академия на науките вярва, че D1, синтезиран от ядрен ген, може да работи също толкова добре – и да бъде по-ефективен, тъй като при синтез в цитоплазмата, вместо хлоропласта, D1 би бил защитен от вредни странични продукти на фотосинтезата. Учените тествали идеята при Arabidopsis и взели неговия хлоропластен ген за D1, свързали го с участък от ДНК, който се включва по време на топлинен стрес, и го преместили в ядрото.
Екипът установява, че модифицираните растения Arabidopsis могат да издържат на екстремни горещини в лабораторията – 8,5 часа при 41 ° C – което убива повечето от контролните растения. Същият ген на Arabidopsis също защитава тютюн и ориз. По-забележително откритие е установено при нормални температури на отглеждане. Генетично модифицираните растения и от трите вида имат по-ефективна фотосинтеза, което води и до натрупване на повече биомаса- при Arabidopsis -80%, тютюн и ориз-20% повече биомаса от контролите. На полето трансгенният ориз дава и по-високи добиви на зърно -до 20% повече от контролите.
Chen, J., Chen, S., He, N. et al. Nuclear-encoded synthesis of the D1 subunit of photosystem II increases photosynthetic efficiency and crop yield. Nat. Plants (2020). https://doi.org/10.1038/s41477-020-0629-z
Източник: Crop Biotech Update
