Исследователи из Иллинойса получили первые 3D-схемы листьев сорго для снижения потерь воды
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи из Университета Иллинойса впервые получили трёхмерные схемы внутренней вентиляционной системы листа сорго, показав, как устьица соединены с фотосинтетическими центрами и водными каналами. Рентгеновский анализ, проведённый на пучковой линии коллайдера Аргоннской национальной лаборатории, предоставляет инженерам чертёж для создания культур, теряющих меньше воды при фотосинтезе. Это достижение может помочь основным культурам, таким как кукуруза, выдерживать более жаркие и засушливые сезоны.
Компромисс водопотребления
Каждое наземное растение сталкивается с фундаментальным компромиссом во время фотосинтеза: устьица поглощают углекислый газ, но при этом на каждую захваченную молекулу CO₂ теряется 300–400 молекул воды. В жаркие солнечные дни потери воды могут быть экстремальными, ограничивая выращивание культур районами с достаточным количеством осадков. Исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне стремятся создать растения, которые минимизируют потери воды без ущерба для поглощения CO₂.
Трёхмерная визуализация листа
С помощью рентгеновских лучей на установке Advanced Photon Source Аргоннской национальной лаборатории команда получила первые детальные трёхмерные изображения внутреннего строения листа сорго. Изображения показывают высокоорганизованную систему, соединяющую устьичные поры на поверхности листа с воздушными каналами, фотосинтетическими клетками и жилками. «Между каждым компонентом листа существуют связи, — сказал постдокторант Джеймс Фишер. — Это высокоорганизованная система».
Инженерные возможности
Точные схемы позволяют учёным количественно оценить, насколько легко молекулы CO₂ перемещаются по внутренней вентиляции листа к местам фотосинтеза. Эти знания направляют усилия по селекции или генетической модификации культур с меньшим количеством устьиц — стратегия, уже доказанная на сорго Центром инноваций в области биоэнергетики и биопродуктов. «Сейчас нас действительно интересует количественная оценка того, насколько легко молекула CO₂ может пройти через внутреннюю вентиляционную систему листа», — сказал профессор Эндрю Лики, старший автор исследования.
1 источник
Время · отставание