Акция
Блог
Процитировать
Печать
Электронная почта
ЗакладкаНаука Каждый День (14 декабря 2009) — Биологи идентифицировали ферменты завода, которые могут помочь спроектировать заводы, которые используют в своих интересах поднятый углекислый газ, чтобы использовать воду более эффективно. Открытие могло помочь спроектировать зерновые культуры, которые используют в своих интересах возрастающие парниковые газы.
- Подвергаемые опасности Заводы
- Ботаника
- Биология
- Вода
- Исследование Засухи
- Проблемы охраны окружающей среды
- Ячейка завода
- Оранжерея
- Проникновение (гидрология)
- Трансгенные заводы
Заводы берут в углекислом газе, в котором они нуждаются для фотосинтеза через микроскопические поры дыхания в поверхности листьев. Но для каждой молекулы газа извлек пользу, они теряют сотни молекул воды через эти те же самые открытия. Поры могут напрячься, чтобы спасти воду, когда CO2 в изобилии, но ученые не знали, как это работало до сих пор.
Команда во главе с Джулианом Шрёдером, профессором биологии в университете Калифорнии, Сан-Диего, идентифицировала датчики белка, которые управляют ответом. Ферменты, которые реагируют с ячейками причины CO2, окружающими открытие пор, чтобы закрыть, они сообщают в Цитобиологии Природы журнала онлайн 13 декабря.
Открытие могло помочь повысить ответ на заводах, которые не берут полное преимущество поднятых уровней газа, говорит Шрёдер. "У большого количества заводов есть очень слабый ответ на CO2. Так, даже при том, что атмосферный CO2 намного выше чем это, был перед индустриальным возрастом и продолжает увеличиваться, есть заводы, которые не используют для своей выгоды это. Они не сужают свои поры, которые позволили бы им брать в CO2, теряя меньше воды," сказал он. "Могло случиться так, что с этими ферментами, Вы можете улучшиться, как эффективно заводы используют воду, беря в CO2 для фотосинтеза. Наши данные в лаборатории предполагают, что ответ CO2 может быть провернут."
Заводы теряют 95 процентов воды, которую они принимают к испарению через эти поры, также названные устьицем. Изменение зерновых культур, чтобы быть более отзывчивым к CO2 могло помочь фермерам удовлетворить требованию на пищу как соревнование за водные увеличения. В Калифорнии, например, 79 процентов воды, отклоненной от потоков и рек или накачанный от основания, используются для сельского хозяйства согласно Калифорнийскому Отделу Водных ресурсов.
Команда Шрёдера опознала пару белков, которые требуются для ответа CO2 в Arabidopsis, завод, обычно используемый для генетического анализа. Белки, ферменты назвали углеродистый anhydrases, раскалывали CO2 на бикарбонат и протоны. Заводы с выведенными из строя генами для ферментов не в состоянии ответить на увеличенные концентрации CO2 в воздухе, терпящем неудачу на возможности сохранить воду.
Несколько типов ячеек в листьях завода содержат углеродистый anhydrases, включая ответственных за фотосинтез, но команда Шрёдера показала, что ферменты работают непосредственно в пределах пары ячеек, названных ячейками охраны, что контроль открытие каждого дыхания размышляет. Добавляя нормальные углеродистые anhydrase гены, разработанные, чтобы работать только в ячейках охраны, они были в состоянии восстановить CO2-вызванный сжимающий пору ответ на заводах мутанта.
Добавление дополнительных копий генов к ячейкам охраны фактически улучшило водную эффективность, исследователи нашли. "Ячейки охраны отвечают на CO2 более энергично," сказал Хонгонг Ху, почтовый докторский исследователь в лаборатории Шрёдера и cо-первый автор сообщения. "Для каждой молекулы CO2 они принимают, они теряют на 44 процента меньше воды."
Действие углеродистого anhydrases является определенным для изменений в CO2, исследователи нашли. Заводы мутанта все еще открывают свои поры в ответ на синий свет, знак, что фотосинтез может начаться. И их поры также закрываются, когда вода недостаточна, ответ, установленный гормоном напряжения засухи завода.
Фотосинтез обычно продолжался в мутантах также, предполагая, что изменение, чувствительность CO2 не будет останавливать рост роста - хорошие новости, если цель состоит в том, чтобы спроектировать стойкие к засухе зерновые культуры со здравыми урожаями.
Но экономия воды и выживание высокой температуры вовлекают обмен для заводов: Испарение воды через поры также охлаждает завод, точно так же, как пот охлаждает людей. Если условия роста будущего будут более горячими и более сухими, поскольку они предсказаны, чтобы быть в некоторых частях мира, то модификации к ответу CO2 должны будут быть тщательно калиброваны.
Ведите авторы в лаборатории Шрёдера - Honghong Hu, Орелиан Буассон-Дернье и Мария Исрэелссон-Нордстрем, которая поспособствовала одинаково работе. Дополнительные соавторы включают Maik Böhmer, Shaowu Xue, Амбер Рис, Яна Годоски и Иосифа М Куна. Национальный научный фонд, Национальный Институт Общих Медицинских наук и американское Министерство энергетики поддерживали это исследование.
Источник Истории:
Приспособленный от материалов, обеспеченных университетом Калифорнии - Сан-Диего, через EurekAlert!, обслуживание AAAS.
Отметьте: Если никакому автору не дают, источник процитирован вместо этого.
Ген, Который Управляет Сопротивлением Озона Заводов, Мог
Привести к Стойким к засухе Зерновым культурам 
Исследование Показывает, Как Заводы Отвечают на Поднятый
Углекислый газ 
Крошечные 'Клетки' Могли Заманить Углекислый газ в ловушку
И Помочь Остановить глобальное потепление 
Хранение Углекислого газа май Под землей Предотвращает
Загрязнение Выше 