Құрғақшылыққа төзімді ету үшін өсімдіктердің метаболизмін өзгертпек
Құрғақшылыққа төзімді ету үшін өсімдіктердің метаболизмін өзгертпек
1 ай бұрын 767 islam.kz-ке гиперсілтеме берілуі міндетті

Ғалымдар болашақта жаһандық жылынуға байланысты аптап ыстық пен аңызақ құрғақшылық жайлағанда фотосинтездің (фотосинтездің анықтамасын мына сілтеме бойынша таба аласыздар: «Жартылай өсімдікке айналатын жануар» (https://islam.kz/kk/news/gylym/jartylai-osimdikke-ainalatyn-januar-video-12627/#gsc.tab=0) суды үнемдейтін баламасын іздестіріп жатыр. Нақтырақ әрі тарқатып айтқанда, өсімдікті зерттейтін америкалық биологтер қауымы САМ фотосинтезі ретінде белгілі крассулои қышқылы бойынша метаболизмі бар, яғни, аталған қышқылды зат алмасу арқылы «өндіретін», құрғақшылыққа төтеп бере алатын төзімді өсімдік түрлерін қалыптастыру бағытында жұмыс істеп жатқанын мәлімдеді. Бұл жайында islam.kz ақпарат көзі жапырақ метаблоизімінің (зат алмасуының) жаңа моделіндегі суды үнемдеу бойынша экологиялық артықшылық туралы зерттеу мақала жарияланған The Plant Cell мерзімді басылымына сілтеме жасай отырып мәлім етеді.

Жаһандық жылынудың кесірінен әлемнің әр түкпірінде құрғақшылық жайлап, астық түсімінің кемуі қалыпты жағдайға айналып келеді. Осыған байланысты Лейбниц атындағы өсімдік генетикасы және ауыл шаруашылық өсімдіктерін зерттеу институтының білікті маманы Надин Тёпфер Ұлыбританиядағы әлемге әйгілі Оксфорд университетіндегі әріптестерімен бірге өсімдікке крассулоилық қышқыл метаболизімін енгізу арқылы құрғақшылыққа төзімді өсімдік алу жолдары мен мүмкіндіктерін сараптап жатыр.

Крассулоилық қышқыл метаболизмі (САМ фотосинтезі ретінде белгілі) – құрғақшылыққа бейімделу нәтижесінде кейбір өсімдіктерде дамыған көміртекті «бекіту» тәсілі.

CAM фотосинтезін пайдаланатын өсімдіктің жапырақтарындағы стоматалар (саңылау) күні бойы жабық тұрады – эвапотранспирацияны (жатық тілмен айтқанда, судың булануын) барынша азайту үшін, осылайша бойындағы ылғалды сақтау қамында болады. Алайда, олар түн қараңғылығы түскенде көмірқышқыл газын жинау үшін ашылады, бұл өз кезегінде малатты (алма қышқылын)  мезофилла жасушасында диффундирлеуіне, яғни, жасушаға енуіне мүмкіндік береді. Оқырманға түсінікті болу үшін мезофилдің не екенін айта кетейік: мезофилл – өсімдік жапырағының негізгі фотосинтездеуші тіні, былайша айтқанда құрамында хлорофилл кездесетін тін. Түнде CO2   төрт көміртекті алма қышқылы түрінде вакуолде (жасуша органелласында) сақталады, ал күндіз хлоропластқа тасымалданып, сол жерден қайтадан көмірұышқыл газына айналады. Бұл CO2 фотосинтез кезінде пайдаланылады. Алдын ала жиналған CO2 рибулозобисфосфаткарбоксилаздың (RuBisCO ферментінің) маңында шоғырланады. Ол фотосинтездің тиімділігін арттырады. Қышқыл алмасудың бұл тетігі алғаш рет Crassulaceae тобына жататын өсімдіктердің бойынан анықталған болатын.

Бұл бағытта ғалымдар САМ фотосинтезін түрлі өсімдіктерге енгізіп көрудің әсерін зерделеу үшін аса күрделі математикалық тәсілдерін пайдаланған болатын.

Ғалымдар жоғары температурада әрі салыстырмалы ылғалдылықта моделдау арқылы САМ фотосинтезінің немесе суды үнемдеуге мүмкіндік беретін баламалы жолдарының C3-фотосинтезін пайдаланатын өсімдіктер өсетін ортада қаншалықты тиімді болатынын зерделеп көрді. Ғалымдар САМ фотосинтезі кезінде суды пайдалану тиімділігін шектейтін негізгі факторды анықтады, бұл фактор – жапырақтың ваккумдық сыйымдылығы болып шықты. Сондай-ақ, ғалымдар САМ-нің түрлі фазаларын қалыптастыратын қоршаған ортаның жағдайларын да анықтады. Осылайша математикалық моделдеу түнгі уақытта көміртекті бекітудің бастапқы кезіндегі әулеуетті факторы ретінде алға шығатын митохондриалдық изоцитратдегидрогеназ (қысқаша айтқанда, мембрананың ішкі шектеулі кеңістігіндегі фермент. Бұл фремнеттің қышқылдың бір түрін басқасына айналдырудағы әлеуеті зор) секілді САМ-ның баламалы кезеңдерін анықтауға мүмкіндік берді.

0 пікір
Мұрағат