Выявление механизма регуляции синтеза крахмала в растениях

Исследовательская группа Университета Кобе, возглавляемая доцентом ФУКАЯМА Хироши из Высшей школы сельскохозяйственных наук, использовала рис, чтобы успешно осветить механизм, с помощью которого растения регулируют количество крахмала, производимого посредством фотосинтеза. Эти знания могут способствовать повышению качества и урожайности сельскохозяйственных культур.


Эти результаты исследования опубликованы в международном научном журнале. Растения, клетки и окружающая среда 14 мая 2021 г.

Основные моменты

Предпосылки исследования

Повышенная концентрация CO2 в атмосфере является основной причиной глобального потепления, которое является всемирной проблемой. Однако было сказано, что это может принести пользу растениям, поскольку они конвертируют CO.2 в крахмал через фотосинтез. Если культура выращивается в условиях повышенной концентрации CO2, крахмала ускоряется, что приводит к энергичному росту и увеличению урожайности. CO2-Чувствительный CCT (CRCT) активируется в условиях, когда CO2 концентрация высока, однако его функция осталась неизвестной. Эта исследовательская группа изучала эти с использованием растений риса и ранее обнаружила, что CRCT является важным белком, регулирующим крахмала. В своих последних исследованиях группа раскрыла, как CRCT регулирует этот процесс, который до сих пор не был понят.

Методология исследования и результаты

Для синтеза крахмала в растениях требуются различные белки, в том числе глюкозо-6-фосфат / транслокатор фосфата, АДФ-глюкозопирофосфорилаза, синтаза крахмала и разветвления крахмала. Исследователи предположили, что CRCT регулирует экспрессию нескольких генов, соответствующих этим белкам, связанным с синтезом крахмала. Белки, регулирующие экспрессию генов, называются факторами транскрипции. Во многих случаях эти факторы транскрипции образуют комплекс с другим белком. Когда исследователи проанализировали объем CRCT внутри растения, они обнаружили, что он может образовывать комплекс с некоторыми типами белков. Чтобы исследовать это дальше, они выполнили анализ с использованием антитела, которое специфически связывается с CRCT, который показал, что CRCT связывается с белками 14-3-3. Из другого анализа, на этот раз с использованием зеленых флуоресцентных белков, исследовательская группа выяснила, что CRCT и 14-3-3 образуют комплекс внутри ядра. Они также указали на возможность того, что CRCT перемещается и активируется в хранящих крахмал клетках паренхимы после синтеза в сосудистых пучках флоэмы. Кроме того, исследователи обнаружили, что CRCT способствует транскрипции, связываясь с регионами, которые регулируют экспрессию нескольких генов, связанных с синтезом крахмала.

Известно, что существует отрицательная корреляция между экспрессией белков 14-3-3 и количеством крахмала. Однако наши результаты показали, что существует положительная корреляция между количеством крахмала и экспрессией CRCT. Следовательно, исследовательская группа предполагает, что 14-3-3 и CRCT образуют неактивный комплекс.

Дальнейшие разработки

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments