Es ist möglich, eine erhöhte Mesophyll-Leitfähigkeit in Pflanzen zu erreichen, so die Forschung des Verwirklichung einer gesteigerten photosynthetischen Effizienz (RIPE)-Projekt. Die Leitfähigkeit des Mesophylls bezieht sich auf die Leichtigkeit, mit der CO₂ kann durch die Zellen eines Blattes wandern, bevor es in Zucker (Pflanzennahrung) umgewandelt wird. CO₂ Es stößt bei seiner Bewegung durch das Blatt auf Barrieren, einschließlich seiner eigenen Zellwände. Forscher fanden kürzlich heraus, dass sie durch eine Erhöhung der Porosität und eine Verringerung der Zellwanddicke den CO-Gehalt erhöhen könnten₂ Diffusion und Aufnahme in einer Modellpflanze.

„Dies ist einer der wenigen erfolgreichen Konzepttests, die zeigen, dass wir eine Erhöhung der Mesophyll-Leitfähigkeit herbeiführen können, was zu einer erhöhten Photosynthese im Feld führt“, sagte Coralie Salesse-Smith, Postdoktorandin und Hauptautorin eines Artikels über die Forschung , kürzlich veröffentlicht in Pflanzenbiotechnologie-Journal.

Die Leitfähigkeit des Mesophylls ist eine Schlüsselkomponente der Photosynthese, dem Prozess, den alle Pflanzen nutzen, um Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid in Energie und Erträge umzuwandeln. Damit CO₂ Um die Chloroplasten zu erreichen (wo sie in Zucker umgewandelt werden), muss sie Barrieren wie die Zellwand überwinden. Dünnere Zellwände sind mit … verbunden. höhere Mesophyllleitfähigkeit Dies deutet darauf hin, dass eine abnehmende Wandstärke die CO2-Leichtigkeit verändern könnte₂ wandert möglicherweise in Zellen Steigerung der Photosynthese.

Ein Gen, CGR3, das nachweislich Zellwandkomponenten verändert, wurde in eine Modellpflanze eingeführt und in einem Feldversuch angebaut. Die Pflanzen, die CGR3 überexprimierten, zeigten eine 7–13 %ige Abnahme der Zellwanddicke und eine 75 %ige Steigerung der CO-Fähigkeit₂ sich im Vergleich zu Pflanzen ohne das Gen (Wildtyp) durch die Zellwand bewegen. Zusammengenommen erhöhten diese Veränderungen die Leitfähigkeit des Mesophylls, was zu einer Steigerung der Photosynthese um 8 % führte.

„Diese Modifikation hat bei einer Modellpflanze funktioniert, aber es ist wichtig zu testen, was bei Sojabohnen passiert, um zu sehen, ob die gleichen Verbesserungen erzielt werden und ob dies zu Ertragssteigerungen führt“, sagte Salesse-Smith.

Lesen Sie den Artikel:
Salesse-Smith, CE, Lochocki, EB, Doran, L., Haas, BE, Stutz, SS, & Long, SP (2024). Höhere Mesophyllleitfähigkeit und Blattphotosynthese im Feld durch veränderte Zellwandporosität und -dicke durch atcgr3-Expression in Tabak. Zeitschrift für Pflanzenbiotechnologie. Verfügbar um: https://doi.org/10.1111/pbi.14364

Allie Arp ist Kommunikationsmanager für das Projekt „Realizing Erhöhte Photosynthetic Efficiency“ (RIPE) an der University of Illinois. Für RIPE entwickelt und implementiert Allie eine Kommunikationsstrategie, um die Arbeit von RIPE-Forschern über Web, Print, soziale Medien und verdiente Medien zu fördern. Allie erwarb ihren Bachelor-Abschluss in Öffentlichkeitsarbeit/professionellem Schreiben an der University of Northern Iowa und erwarb später ihren Master-Abschluss in Massenkommunikation und Journalismus/Landwirtschaftspädagogik an der Iowa State University. Sie verfügt über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung in der Forschungskommunikation.