بازیابی سریع: جدید ذرت انجام بهتر در هوای سرد

Newswise — ITHACA, NY, ژانویه 29 سال 2020 — تقریبا هر کس در زمین است آشنا با ذرت. به معنای واقعی کلمه.

در سراسر جهان هر فرد می خورد به طور متوسط 70 پوند دانه در هر سال و حتی بیشتر رشد کرده و برای خوراک و سوخت های زیستی. و جمعیت جهانی همچنان به رونق و افزایش مقدار مواد غذایی رشد کرده و در همان مقدار از زمین می شود به طور فزاینده مهم است.

یک راه حل بالقوه برای توسعه محصولات است که برای انجام بهتر در هوای سرد. بسیاری از مردم آگاه نیست که ذرت یک گیاه گرمسیری است که باعث می شود آن را بسیار حساس به آب و هوای سرد. این صفت مشکل ساز است در آب و هوای معتدل که در آن فصل رشد به طور متوسط فقط 4 یا 5 ماه – و که در آن بیش از 60 درصد از 1.6 تریلیون پوند تولید سالانه رخ می دهد.

سرد-تحمل فشار می تواند گسترش عرض های جغرافیایی که در آن محصول می تواند رشد کرده و همچنین به عنوان فعال فعلی کشاورزان برای افزایش بهره وری است.

یک گروه از محققان به رهبری دیوید استرن رئیس جمهور از Boyce تامپسون موسسه گرفته اند یک گام نزدیک تر به این هدف در حال توسعه نوع جدیدی از ذرت است که بازیابی بسیار سریع تر پس از یک ضربه محکم و ناگهانی سرد. استرن نیز کمکی استاد گیاه شناسی در دانشگاه کرنل دانشکده کشاورزی و علوم زیستی.

این تحقیق توضیح داده شده است در یک مقاله منتشر شده آنلاین در بیوتکنولوژی گیاهی مجله در دسامبر 20.

"در این زمینه دلسرد کننده استرس اتفاق می افتد اغلب در بهار زمانی که درجه حرارت سرد ترکیب با نور خورشید و گیاهان باعث به سفید" استرن گفت. "بنابراین بیشتر سرما-مقاوم ذرت می تواند کمک به کشاورزان گیاه در اوایل سال با اعتماد به نفس است که محصول خود را خواهد زنده ماندن یک طلسم سرد و جستن به عقب به سرعت هنگامی که آب و هوا گرم تا دوباره."

این کار ساخته شده در تحقیقات منتشر شده در سال 2018 نشان داد که افزایش سطح آنزیم به نام Rubisco منجر به بزرگتر و سریعتر بلوغ گیاهان. Rubisco ضروری برای گیاهان به نوبه خود اتمسفری دی اکسید کربن به قند و سطوح آن در ذرت برگ کاهش چشمگیری در آب و هوای سرد.

در آخرین مطالعه استرن و همکاران رشد گیاهان ذرت به مدت سه هفته در 25°C (77°F) کاهش دمای هوا به 14°C (57°F) برای دو هفته و سپس افزایش آن تا 25°C.

"ذرت با بیشتر Rubisco انجام شده بهتر از به طور منظم ذرت قبل در طول و بعد از سرد" گفت: Coralie Salesse-اسمیت این مقاله نویسنده اول. "در اصل ما قادر به کاهش شدت سرد استرس و اجازه می دهد برای بهبود سریع تر." Salesse-اسمیت یک کرنل دانشجوی دکتری در استرن آزمایشگاه در طول مطالعه و او در حال حاضر یک پژوهشگر فوق دکترا در دانشگاه ایلینوی.

در مقایسه با به طور منظم ذرت از ذرت های مهندسی بالاتری نرخ فتوسنتز در طول آزمایش و بهبود سریع تر از خنک کردن استرس با آسیب کمتر به مولکول های که انجام وابسته به نور واکنش های فتوسنتز.

نتیجه نهایی یک گیاه که رشد بلندتر و توسعه بزرگسالان گوش ذرت با سرعت بیشتری پس از سرد طلسم.

استیو Reiners یک شرکت رهبر تیم برای کرنل فرمت تعاونی سبزی برنامه می گوید که ذرت شیرین است که عمده محصول گیاهی در نیویورک به ارزش حدود $40-60 میلیون دلار در سال است. او اشاره می کند که بسیاری از نیویورک ذرت تولید کنندگان گیاه به عنوان به زودی به عنوان آنها می تواند دلیل اولیه محصول دستورات بالاترین قیمت از فصل.

"بسیاری از ذرت تولید کنندگان در نیویورک گیاهی زود تحت محافظ های پلاستیکی به افزایش درجه حرارت خاک که گران است. سرما-مقاوم ذرت می تواند به کشاورزان اجازه می دهد برای حذف پلاستیکی که هر چه زودتر" Reiners گفت. "این خواهد افشای گیاهان به نور خورشید اضافی به طور بالقوه قادر می سازد آنها را به بلوغ زودتر در این فصل و کشاورزان و کسانی که در قیمت های بالاتر است."

Reiners بود که نه درگیر در این مطالعه نیز یک استاد باغبانی در کرنل.

"ذرت ما توسعه یافته نیست و در عین حال به طور کامل بهینه سازی شده برای سرد, تحمل,, بنابراین ما در حال برنامه ریزی نسل بعدی تغییرات گفت:" استرن. "برای مثال این امر می تواند بسیار جالب برای اضافه کردن یک خنک کننده-مقاوم نسخه از یک پروتئین به نام PPDK به ذرت و ببینید که اگر آن را انجام می دهد و حتی بهتر است."

محققان بر این باورند رویکرد خود را نیز می تواند مورد استفاده در دیگر محصولات که با استفاده از فتوسنتز C4 مسیر به رفع کربن مانند نیشکر و ذرت.

نویسندگان در این مقاله عبارتند از محققان از دانشگاه ملی استرالیا در کانبرا است.

استناد: Salesse-Smith, S., Sharwood, R. E., Busch, F. A. Stern, D. B. 2019. افزایش Rubisco محتوا در ذرت سرد کاهش استرس و بهبود سرعت. بیوتکنولوژی گیاهی مجله, DOI: 10.1111/pbi.13306

این مطالعه با پشتیبانی شده توسط وزارت کشاورزی ایالات متحده موسسه ملی غذا و کشاورزی (2016-67013-24464) و استرالیا در شورای پژوهشی مرکز تعالی برای ترجمه فتوسنتز (CE1401000015).

در مورد بویس تامپسون موسسه:

بویس تامپسون موسسه برتر زندگی علوم تحقیقات موسسه واقع در ایتاکا نیویورک. BTI دانشمندان انجام تحقیقات بنیادی گیاه و زندگی علوم تحقیقات با اهداف افزایش امنیت غذایی بهبود پایداری محیط زیست در کشاورزی و ساخت اولیه اکتشافات است که افزایش سلامت انسان است. در طول این کار BTI متعهد به الهام بخش و آموزش دانش آموزان و ارائه آموزش های پیشرفته برای نسل بعدی دانشمندان است. BTI مستقل و غیر انتفاعی موسسه تحقیقات که آن نیز وابسته به دانشگاه کرنل. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید BTIscience.org.

###