Повышение эффективности фотосинтеза

С4-растения характеризуются высокими темпами роста и высокой скоростью фотосинтеза, у них практически отсутствует видимое фотодыхание. У большинства сельскохозяйственных культур, относящихся к СЗ-растениям, высокая интенсивность фотодыхания, в результате чего теряется часть фотосинтетических продуктов. Фотосинтез и фотодыхание — тесно связанные процессы, в их основе лежит бифункциональная активность одного и того же ключевого фермента — рибулозобисфосфат-карбоксилазы-оксигеназы (РБФК/О). Низкое фотодыхание у С4-растений объясняется ограничением оксигеназной реакции РБФК/О. Перед генетической инженерией стоит задача исследовать возможности создания растений, у которых РБФК/О будет работать с преобладающей карбоксилазной активностью.

Один из возможных способов увеличения фотосинтеза и, следовательно, продуктивности растений состоит также в клонировании хлоропластных генов в клетках бактерий и их переносе в растения. Известно, что хлоропласты и прокариотические клетки сходны по ряду признаков.

Анализ области хлоропластных генов вблизи последовательности ДНК гена большой субъединицы основного фермента фотосинтеза РБФК/О кукурузы выявил значительные гомологии с известными промоторами и последовательностями ШД (последовательность Шайн — Дальгарно) клеток Е. coli. Все это привело к попытке клонирования генов хлоропластов в клетках Е. coli, наиболее часто используемой в генно-инженерных исследованиях.

В настоящее время уже клонировано несколько хлоропластных генов: гены синтеза субъединиц РБФК/О, белка хлорофилл-белкового комплекса, АТФ-синтетазы, цитохрома и др.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >