Устойчив на суша плевел може да е ключът към изхранването на света, според ново изследване.
Обикновено растение, известно като тученица, крие важни улики за това как да създадем ценни устойчиви на суша култури.
Учените от Йейл описват как Portulaca oleracea интегрира два различни метаболитни пътя, за да създаде нов тип фотосинтеза, която позволява на плевелите да издържат на суша, като същевременно остават високопродуктивни.
„Това е много рядка комбинация от характеристики, която е създала един вид „супер растение“ – такова, което може да бъде потенциално полезно в начинания като инженерство на култури“, казва Ерика Едуардс, професор по екология и еволюционна биология в Йейл и старши автор на документ, публикуван в списание Science Advances.
Растенията независимо са развили различни различни механизми за подобряване на фотосинтезата. Например царевицата и захарната тръстика са развили така наречената C4 фотосинтеза, която позволява на растението да остане продуктивно при високи температури.
Сукулентите като кактуси и агави притежават друг тип, наречен CAM фотосинтеза, който им помага да оцелеят в пустини и други райони с малко вода. И C4, и CAM изпълняват различни функции, но набират един и същ биохимичен път, за да действат като „добавки“ към редовната фотосинтеза.
Това, което прави растението тученица уникално е, че то притежава и двете еволюционни адаптации – което му позволява да бъде както високопродуктивно, така и много устойчиво на суша, малко вероятна комбинация за едно растение. Повечето учени смятат, че C4 и CAM действат независимо в листата на тученицата.
Но екипът на Йейл, ръководен от автори-кореспонденти и постдокторанти Хосе Морено-Вилена и Хаоран Джоу, провежда пространствен анализ на генната експресия в листата на тученицата и установява, че C4 и CAM активността са напълно интегрирани. Те работят в едни и същи клетки, като продуктите от CAM реакциите се обработват от C4 пътя. Тази система осигурява необичайни нива на защита за растението по време на суша.
Изследователите изградиха модели на метаболитен поток, които предсказват появата на интегрирана C4+CAM система, която отразява техните експериментални резултати.
Разбирането на този нов метаболитен път може да помогне на учените да измислят нови начини за създаване на култури като царевица, които да издържат на продължителна суша.
„По отношение на проектирането на CAM цикъл в култура C4, като царевица, има още много работа, преди това да стане реалност“, казва Едуардс. „Но това, което показахме, е, че двата пътя могат да бъдат ефективно интегрирани. C4 и CAM са по-съвместими, отколкото предполагахме, което ни кара да подозираме, че има много повече видове C4+CAM, които чакат да бъдат открити.“
(Освен това тученицата е един от най-хранителните зеленчуци, които можете да ядете, според Националния институт по здравеопазване, който докладва за високо съдържанието на Омега 3 в него. Предлага се на фермерските пазари и испаноговорящите магазини в САЩ под името Verdolaga. Също така е деликатес в някои близкоизточни кухни. В Афганистан листата на растението се приготвят заедно с боб мунг за здравословно и вкусно ястие.
Така че след руколата, можем да очакваме тученицата да е новата модерна „суперхрана“)
Източник: GoodNewsNetwork
