Исправление «глюка» фотосинтеза привело к повышению урожайности на 40%

4 Января 2019, Николай Хижняк 48

Ученые из Университета Иллинойса обнаружили естественный недостаток фотосинтеза, исправление которого привело к повышению урожайности до 40 процентов, по сравнению с теми же видами культур, растущими «обычным образом». О данном исследовании и его результатах пишет журнал Science, передает портал ScienceAlert.

Фотосинтез – химическая реакция, позволяющая растениям превращать солнечный свет и углекислый газ в вещества, необходимые для роста и развития растения. Исправление недостатка, наблюдающегося в процессе фотосинтеза, позволяет получить с того же объема посевов существенно больше урожая, которого в перспективе хватит для того, чтобы накормить еще 200 миллионов голодающих людей на планете.

К настоящему моменту ученые применили «исправление» только на табачные виды растений, поэтому речь пока не идет о применении аналогичного метода на пищевые культуры. Однако, отмечают исследователи, это очень важный и многообещающий шаг на пути выведения новых сортов растений, способных к более эффективному фотосинтезу и как результат – борьбы с голодом.

Так в чем же заключается «глюк» фотосинтеза и как ученые предлагают его исправить? Проблема называется «фотодыханием» растения. За этот процесс отвечает фермент рибулозобисфосфаткарбоксилаза (Рубиско). Как оказалось, он часто ошибается – принимает кислород за углекислый газ, что приводит к выработке не столь важных для клетки побочных продуктов, таких как фосфат гликолевой кислоты и аммиака. Эти молекулы утилизируются, но для этого растению приходится тратить свою жизненную энергию, да и сам процесс вывода этих веществ происходит не так быстро, как того хотелось бы. Таким образом нарушается нормальное течение фотосинтеза. Как результат — снижение продуктивности (урожайности) растения.

Исследователи нашли способ устранить недостаток. Проверить результат генной модификации удалось пока только на табачном растении. Культура выращивались в теплицах, а ученые следили за изменениями в ее урожайности. Эксперимент показал, что благодаря «улучшенному» методу фотосинтеза в среднем этот показатель увеличился на 25 процентов. А в некоторых случаях наблюдалось повышение урожайности до 40 процентов.

Ученые отмечают, что по разным оценкам, тот же рис, мог бы давать от 20 до 50 процентов больше урожая, если бы фермент Рубиско работал с большей точностью и скоростью. На данный момент идет активная работа по адаптации генной модификации для других видов культур.

А как вы относитесь к генномодифицированным продуктам? Примите участие в нашем опросе и поделитесь своим мнением в нашем Telegram-чате.

48 комментариев Оставить свой

  1. hoodwink

    За био будущее. Уже сейчас общественный транспорт Сан-Диего ездит на биосоляре производимом бактериями. А тут появляется возможность поднять эффективность данного процесса. Следующий шаг это чёрные листья - зачем отражать какие то лучи. Надо поглощать все!

    • Beyond-limit

      hoodwink, ГМО- вы будете кушать этот д-мо! Блин меньше бы кушали бы в ресторанах и разделились бы еды с у кого не хватает! Тогда весь мир мы бы кормили! ГМО уничтожает все, думает люди знает больше чем Бог! Но без божьей не верить и думает они все может! Посмотрим пускай изменяет геном растений, посмотрим кто будет голодать потом! А вы кукурузы не помните что была после вмешательства генома или зерно который больше не растет! Тупые ученые тоже грабли наступает

      • hoodwink

        Beyond-limit, А тупые попы даже на грабли не наступают. А зачем? У них свой бизнес торговать свечками и сказками. Даже наркотики такого дохода не приносят.

  2. Aladdin

    Повышение урожайности с единицы площади приведёт к ещё большему истощению плодородности почвы,об этом подумали учёные?

    • alexxd22

      Aladdin, Как вариант, они думали, как бы не оплошать перед табачными магнатами, которые оплатили исследование.

      • Prox Vesor

        alexxd22, кроме табачных магнатов - бывают ведь и пользуются благами рядовые юзвери?
        - и не только курящие, как вы - но и пользующиесяблагами от табачных налогов :
        армии содержатся, школы-науки-клерки, ...

        хвать ныть то без нужды?
        кстати, от табачный методы перейдут к иным, .. )

    • Prox Vesor

      Aladdin, подумали - решили убить Аладдина, дабы не истощать на него )
      - нытик, истощение - иная проблема, над коей бьются також тыщелетия,..
      в частности удобрениями, ...

      в любом случае не дело истощение лечить неэффективностью - уж тогда засевать меньше лучше, с севооборотом, агрономарий! ... из села )

    • X-FAER

      Aladdin, Исправления глюка приведет к тому что растения станут более конкурент но способными, а это значит что мы будем меньше использовать химию и искусственные удобрения вредные для природы. очень хорошая новость, поскорей бы эту технологию распространили на более полезные культуры для человечества!

    • An Ton

      Aladdin, Дурак, говорят же тебе - фотосинтез! При чем тут почва?

    • [email protected]

      Aladdin, Эта проблема решена уже больше 100 лет назад, но вот внедряется это всё туго, хотя и есть уже промышленные хозяйства, работающие по "новой" методике - ищите статью "Непаханое поле". А технология описана в книге Овсинского "Новая система земледелия" - ещё до революции издана была. Всё питание в почве присутствует в огромных количествах, но оно находится в недоступной для растений форме. А в доступную форму оно переводится благодаря действиям живых организмов, населяющих почву. Вот методика и направлена на улучшение условий жизни всякой почвенной живности. И в таких условиях даже при промышленном производстве сельхозпродукции наблюдается постоянный прирост плодородия почвы.

      Со статьёй на модерации завис)

  3. cats.can.fly

    Круто! А значит ли это более эффективное поглощение углекислого газа?

  4. ice7

    значит ли это более эффективное поглощение света и похолодание планеты?

  5. ikai

    Борщевик сосновского вам на пятую точку!)))

  6. Ce3apyc

    Главное, чтоб эти гены не вырвались на "свободу". А там у себя в теплице пусть хоть растения-мясоеды выращивают.

    • Z1GA

      Ce3apyc, Скорее всего табак перевели с С3 на более продуктивный С4 фотосинтез, который встречается в природе у таких растений как кукуруза, подсолнух, топинамбур.

  7. ARMINS

    Увеличили КПД. Новость интересная. А голодающие тут при чем? Типа,еда дешевле будет,а значит и доступней? Ну так такая модифицированная культура и дороже будет в закупке. Вспомните цены в цветочных бутиках,что самое дорогое? Импорт отборных сортов

  8. Rodriguez

    Это как с курами-бройлерами и плодово-овощными культурами. Пендосские корпорации генно-модифицируют продукт, потом патентуют технологию и начинают продавать зерно в страны третьего мира. Зерно дает урожай, но его нельзя использовать для нового посева. Как результат, странам постоянно приходится закупать новое зерно. А патенты защищают корпорации от копирования технологии. А, например, наша страна руководствуется в законодательстве нормами международного права. То есть наша полиция садит наших людей за нарушение чужого законодательства.

    • Z1GA

      Rodriguez, Чушь. Еще в Союзе была введена уголовная ответственность за посев культур, не соответсвующих сортовой принадлежности. И распростронялась она на руководителей колхозов. Поэтому при каждом крупном хозяйстве были свои опытные станции и лаборатории. А то что люди выращивают у себя на подворьях это исключительно их дело.
      И да, гмо-культуры стерильны. Из их семян невозможно вырастить второе поколение.

  9. Falloutrulezz

    Они там не прифигели со своим табачком? Суперкартоху дайте, помидорки, огурчики. Табачок они модифицировали блин, вы бы еще коку модифицировали, чтобы сырье для кокаина лучше росло.

    • Pyth0n

      Falloutrulezz, По мнению власть имущих планета перенаселена, и им нужно утилизировать излишек человековой биомассы, для этого как нельзя лучше подходят табак и спирт, еще и травку хотят легализировать и даже пиар менеджеры крупных корпораций вовсю пиарят эти каннабиноидные наркотики, следующим будет очевидным легализовать героин и кокаин, вот тогда человековая биомасса будет рада)) А помидорки и огурчики в их планы не входят, от них население никак не сокращается, а даже наоборот.

      • bla-3

        Pyth0n, А как тогда объяснить, что некоторые представители властьимущих сами употребляют алкоголь, табак и прочие наркотики? Или это их коллеги-конкуренты так изживают, видимо :)

        • Pyth0n

          bla-3, Те хто употре6ляет это как говориться уроды в семье ;) на них никаких надежд не возлагается.

        • ashum

          bla-3, Есть у Пелевина некая концепция власти, выглядит очень правдоподобно, а учитывая что он дружен с одним из украинских олигархов, эта олигория не на пустом месте появилась..

      • ARMINS

        Pyth0n, Скиньте ссылочку,где властьимущие высказывали такое мнение?

      • hoodwink

        Pyth0n, Какие то вы сложные обязанности возлагаете на власть имущих. - управлять миром. Это страшно скучно и бесполезно. Как показал эксперимент в одной стране попытка управлять сложными системами лежит за пределами возможности человеческого разума (и не только). Невозможно управлять массой связей в системе когда эти связи перманентно возникают и распадаются.

    • Rillan

      Falloutrulezz, Кто платит, того и модифицируют. Или ты серьёзно веришь что кто то будет пахать за спасибо?

      • ashum

        Rillan, Нет, все дело в стремлении повышать эффективность, что имеет пределы, которые заложены исходя из баланса экосистемы с которой не хочет считаться примитивный двуногий вид..

  10. nurrikk

    фермент рибулозобисфосфаткарбоксилаза (Рубиско)- как же трудно произнести это слово :)

    • bla-3

      nurrikk, Тренировка и ещё раз тренировка! Повторяйте это слово по 50 раз на дню и глядишь ч/з месяц-другой вы достигните успеха в этом нелёгком деле :)

  11. afganez

    я так понял уволили этого недотепу Рубиско

    • Pyth0n

      afganez, Да, поделом этому недотепе, принимает кислород за углекислый газ)))

  12. ashum

    «Глюк», ну-ну. Глюк будет через пару поколений, когда мутанты появятся..

    • Z1GA

      ashum, А вы, наверное, эксперт по фитогенетике?

    • hoodwink

      ashum, Две мы все мутанты. О происхождении видов что нибудь слушал? Старик Дарвин это как то изложил. Или веришь в 7 дней творения и плоскую землю.

  13. viewfromUSA

    Россияне, без паники!!!
    У вас запрещена продажа ГМ продуктов, так что пугающего повышения урожая у вас не произойдёт. Живите здоровенькие, давайте потомство, а мучения от поедания ГМ продуктов оставьте нам, амерам.
    И не верьте мифам!!!! (если сможете)
    /https://www.npr.org/sections/thesalt/2012/10/18/163034053/top-five-myths-of-genetically-modified-seeds-busted
    Миф 1: семена ГМО стерильны.
    Нет, они прорастут и вырастут так же, как и любое другое растение. Предположительно, эта идея коренится в реальной генетической модификации (названной активистами антибиотиков Terminator Gene), которая может заставить растение производить стерильные семена. Монсанто владеет патентом на эту технику, но пообещал не использовать его.
    Теперь биотехнологические компании - и, в частности, Monsanto - действительно хотят, чтобы эта идея была правдой. Они делают все возможное, чтобы помешать фермерам высадить потомство от ГМО. Но они делают это, потому что на самом деле эти семена будут размножаться.
    Миф 2: Monsanto будет судиться с вами за выращивание их запатентованных ГМО, если следы этих ГМО проникли на ваши поля через пыльцу ветра.
    Это идея, которую я вижу чаще всего. Фактически, группа экологически чистых фермеров недавно подала в суд на Monsanto, утверждая, что ГМО могут загрязнить их посевы, а затем Monsanto может обвинить их в нарушении патента. Фермеры не могли привести ни одного случая, когда это произошло, и судья прекратил дело.
    Идея, однако, вдохновлена реальным событием.”
    Приводить событие не буду - долго, читайте мою ссылку сами
    “Так почему это миф? Безусловно, Monsanto преследует фермеров, которых компания подозревает в использовании семян ГМО без выплаты гонораров. И есть много случаев, в том числе Шмайзер, в которых компания перехитрила, запугивала и выдвигала обвинения, которые, как оказалось, не были подкреплены доказательствами.
    Но, насколько я могу судить, Monsanto никогда не предъявляла иск никому из-за следовых количеств ГМО, которые были введены в поля просто путем перекрестного опыления. (Фактически компания утверждает, что заплатит за удаление любых своих ГМО из областей, к которым они не принадлежат.) Если вам известен какой-либо случай, когда это действительно произошло, пожалуйста, дайте мне знать.”
    “Миф 3. Любое загрязнение ГМО делает органические продукты питания неорганическими.
    Органические правила запрещают «использование» генетической модификации в органическом сельском хозяйстве. Но если пыльца дует из генетически модифицированной кукурузы в ваше органическое кукурузное поле и опыляет несколько зерен, вы не «используете» ее - по крайней мере, согласно интерпретации этих правил USDA. На самом деле, много органической кукурузы, которая скармливается органически выращенным цыплятам или свиньям, содержит некоторый уровень ГМО.”
    “Миф 4: До того, как Monsanto вмешивался, фермеры обычно сохраняли свои семена и использовали их повторно.”
    Этот материлал читайте сами из оригинала выше.
    “Миф 5: большинство семян в наши дни генетически модифицированы.
    На самом деле, на удивление мало. Вот полный список продовольственных культур, для которых вы можете найти сорта ГМО: кукуруза, соя, хлопок (для масла), рапс (также источник масла), тыква и папайя. Можно также добавить сахарную свеклу, которую не едят напрямую, а рафинируют в сахар. Есть также ГМО люцерна, но она предназначена для кормления животных, а не для ростков, которые едят люди. Это оставляет довольно много вашего сада нетронутым.
    ГМО-версии томатов, картофеля и риса были созданы и одобрены государственными органами, но они не являются коммерчески доступными.”

    Вы можете не есть “западные” продукты, подозревая наличие ГМО и надеясь на свою аграрную, или “свою ”огородную. Но покупая чью-то огородную можно нарваться на продукцию, которая overdose гербицидами-фитонцидами. Очень давно, в СССР 80х, я погубил своих волнистых попугайчиков базарной морковкой.

    • ARMINS

      viewfromUSA, С чего вы решили, что ГМО вредное или опасное?

      • viewfromUSA

        ARMINS, “С чего вы решили, что ГМО вредное или опасное?”
        Лично я считаю, что ГМО невредное и неопасное, так же считает моё прав-во, которое разрешает и контролирует опыты и распространение ГМО по стране.

        А вот в России ГМО запрещено. Из российских источников (авг. 2018):
        Третий год моратория на ГМО в России. Что изменилось?
        /https://tsargrad.tv/articles/tretij-god-moratorija-na-gmo-v-rossii-chto-izmenilos_152074

        Этим летом исполнилось два года с момента вступления в силу законодательного запрета на коммерческое выращивание генетически модифицированных культур в России.
        В нашу страну нельзя импортировать трансгенные семена. У нас не разрешено выращивать ГМ-растения на полях, но можно проводить исследования и экспериментировать на опытных участках. Также закон запрещает разводить в коммерческих целях трансгенных животных.”

  14. snow1eopard

    Люди все думают что самые хитросделанные и что природа тупая, а они самые умные, только вот изменение 1 гена это в большинстве случае изменение не одного свойства, 2-3 иногда больше, иногда это воздействие на другие гены или вообще каскадные изменения всего генома. Генная модификация опасна тем, что предсказать последствия попросту невозможно из-за того что узнать на 100% за что отвечат тот или иной ген - невозможно. Вот и получается, что изменяя один ген мы можем менять не только урожайность, но и менять химический состав продукта, а в следствии изменения химических свойств, наш организм может неправильно расщеплять химические вещества в продуктах и вместо пользы данные химические вещества могут вести угнетающее действие на иммунитет, на клетки, на внутренние органы, что в свою очередь может усиливать шансы на развитие онкологии. Все эти игры в Бога, ни к чему хорошему не приведут, потому что последствия генной-модификации - непредсказуемы.

    • designer_andrew

      snow1eopard, Да, но при обычной селекции происходит тоже самое: это такое же изменение генома, но с помощью закрепления случайных мутаций, поэтому тоже возможны побочные эффекты.

      • snow1eopard

        designer_andrew, Растения никогда не внесут в геном те связи которые уничтожат их вид, потому что эволюция так устроена, в противном случае на земле бы давно все вымерло + существует эволюционная паритетность видов, это когда изменения в одном вид не несут угрозы для другого, если между ними присутствует симбиоз. Проще говоря, если виды пользуются друг другом, то один вид не становиться ядовитым для другого. А когда это делают ученые - это как минное поле, последствия могут быть на всю ширину: как может и не быть, до могут быть катастрофическими. Так же не стоит забывать, что по последним данным Крисп технология не только воздействует на конкретные гены, но еще и нещадно вмешивается во все соседние с данным геном гены, что изменяет так же и их, вот и получается, внесли изменение в один ген, а возможны не только последствия в одном свойстве но и во многих других. А химические элементы, которые наш организм не способен расщепить ведет к накоплению вредных мутаций и как следствие к онкологии. Селекция это не Крисп, селекция достаточно безопасна, хотя и с оговорками.

    • viewfromUSA

      snow1eopard, Мы едим разные сорта яблок (это различные гены и нам ничего. Мы ездим в отпуск и едим другие овощи/фрукты, которые никогда в жизни не ели и с нами ничего не происходит. В других странах едят змей/собак/лягушек и люди этих стран такие же как мы. Так что сам видишь - человечеству ничего не угрожает (только он сам себе, но это не связано с генетикой).

      • snow1eopard

        viewfromUSA, Да без проблем, вы часто едите ядовитых лягушек? А ядовитых слизней? А часто пьете яд змей? А почему нет? Потому что люди знают, что несет вред, а что нет и это мы вычислили в процессе эволюции. Если вы думает, что все что потребляет человек не несет никакого вреда, то советую почитать про Алоэ, которое, по последним исследованиям способствует онкологии. Не верите? Гугл > алоэ ведет к онкологии.
        Проблема генной-модификации в непредсказуемости последствий. Если вместо витамина С ваше растенние начнет вырабатывать соединение которое наш организм не сможет расщеплять или будет расщеплять на те вещества которые будут канцерогенны для организма - это будет вести к потере иммунитета и онкологии. И исследования отлично это подтверждают, ГМО не место в нашем мире. Да, несомненно, когда вид растет слишком быстро, то из двух зол выбирают меньшее, т.е. количество людей на земле намеренно убивают, что бы не поисходило перенаселения. Но если этот фактор не учитывать - ГМО это игра в рулетку, с жизнями людей, несомненно иногда оно будет безопасно, но так же несомненно и то, что иногда оно будет нести смерть. При этом вычислить последствия будет сложно, т.к. они сильно растянуты во времени.

        • viewfromUSA

          snow1eopard, “Если вы думает, что все что потребляет человек не несет никакого вреда, то советую почитать про Алоэ, которое, по последним исследованиям способствует онкологии. Не верите?”
          Погуглил. Интересное растение это алоэ. Если алоэ на кожу - то безопасно, если пить сок, то приведёт к раку. Это растение и лечит от рака и может привести к раку, зависит какую часть растения использовать и как. Короче - не пейте настойку сока алоэ (боярышника можно) и рака не будет. А если крем от геморроя имеет алоэ, то безопасно для здоровья.
          Ну и что с того, что одно растение может быть и плохим и хорошим?
          Вот рубарб (или румбабара) тоже такое же. Из стеблей варим компот, а цветы - ядовитые. Что из этого? Какой вывод? Честно, я не понял.
          Употреблять в пищу ГМО неопасно, а если кто-то чего-то боиться, то надо читать этикетки и не покупать того, что тебе не нравиться (у нас пишут - с ГМО или нет).

        • ARMINS

          snow1eopard, Ваш смартфон - это рулетка. Он может взорватся,и оторвать вам пальцы,которыми печатаете

  15. ARMINS

    Все пугалки о том что ГМО несет в себе неизвестные побочки в будущем не более чем страх невежественных людей. Люди всегда боялись того,чего не понимают. Всегда найдется человек,который будет всех пугать последствиями. Так всегда было. На кострах многих сожгли. Вот постоянно слышу,что удаление или редактирование того или инного гена может дать последствия на будущих поколения и тому подобное. Ну так если это и будет происходить,так всегда можно будет исправить генную проблему аналогичным способом. То есть генетически улучшить,исправить косяки. Тем более во времена будущих поколений генная инжинерия будет более продвинутая

  16. An Ton

    Фух, ну, главное с куревом разобрались. Остальное не важно.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.