С помощью цианобактерий будут созданы теневыносливые культуры

Чтобы понять процесс фотосинтеза и определить отправные точки для повышения его эффективности, исследователи Мюнхенского университета им. Людвига Максимилиана изучили модельные организмы, такие как цианобактерия Synechocystis. Об этом информирует «Агроэксперт».

Ученые поместили данную бактерию в стрессовые условия, при которых высокая и низкая интенсивность света чередуются с интервалами от одной до нескольких минут, нарушают процесс фотосинтеза и повреждают фотосистемы.

Чтобы выяснить, как сине-зеленые водоросли адаптируются к этим неблагоприятным условиям освещения, ученные воссоздали в лабораторных условиях ускоренный эволюционный процесс, в результате, чего были получены штаммы Synechocystis, способные переносить колебания освещенности, которые обычно вызывают гибель цианобактерий.

Генетический анализ адаптированных штаммов выявил мутации, влияющие на активность и относительное количество биомолекул, важных для фотосинтеза. К ним относятся белково-пигментные комплексы фотосистемы I и II, а также светособирающие антенные комплексы. Эти эволюционные адаптации повысили устойчивость Synechocystis к экстремальным колебаниям интенсивности света.

В свою очередь, сельскохозяйственные культуры сталкиваются с аналогичными проблемами. Условия освещения на открытом воздухе постоянно меняются из-за облачности, затенения и других изменений погодных условий, что заставляет растения постоянно корректировать свой фотосинтетический механизм.

Фотосинтез наиболее эффективен при относительно низкой интенсивности света, тогда как избыток света снижает эффективность. Когда уровень освещенности меняется слишком быстро, регуляторные механизмы не успевают реагировать достаточно быстро, что снижает эффективность и, следовательно, уменьшает урожайность культур.

Результаты исследований помогут разработать новые стратегии для повышения адаптационных возможностей и устойчивости сельскохозяйственных культур к изменению освещенности.