Истраживачи који се баве молекуларним истраживањима на усевима на корак су ближе да произведу пшеницу отпорну на високе температуре.
Као што данас постоје паметни термостати који шаљу информацију клима уређајима кад да се укључе, а кад да се искључе ради чувања енергије, код биљака постоји сличан механизам. Биљке поседују ензим рубиско активаза (Rca) који одређује када ће се ензим рубиско активирати, тј. деактивирати.
За оне који не знају, рубиско или рибулоза-бисфосфатна карбоксилаза је главни ензим у Калвиновом циклусу, који чини једну од фаза фотосинтезе.
Фотосинтеза је процес који одликује све фотоаутотрофне организме (биљке, алге и цијанобактерије). У њему уз помоћ минералних материја, сунчеве светлости, угљен-диоксида и воде као главни производ настаје шећер глукоза, а као нуспроизвод кисеоник.
Прошле године, тим научника са Универзитета у Ланкастеру je у академском часопису The Plant Journal објаснио да замена само једне градивне јединице, од укупно 380 које чине ензим рубиско активазу, пшеници омогућава брже активирање ензима рубиско на већим температурама. Ово достигнуће би значило заштиту усева од изразито топлих лета.
„Узели смо Rca (2β) пшенице који врло добро активира рубиско на нижим температурама и заменили једну од његових аминокиселина са аминокиселином нађеном у Rca (1β) пшенице који толерише високе температуре, али је прилично лош приликом активирања рубиско ензима. Као резултат добијена је нова форма 2β Rca који има позитивне особине претходна два ензима.“ рекла је Елизабета Кармо-Силва (Elizabete Carmo-Silva), предавач на Ланкастерском центру за животну средину која је надгледала ово истраживање у склопу пројекта под називом Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE) или Остваривање повећане фотосинтетичке ефикасности.
Овај пројекат има задатак да повећа продуктивност усева тако што ће побљшати фотосинтезу култивисаних биљака. RIPE је подржан од стране Фондације Бил и Мелинда Гејтс, америчке Фондације за храну и пољопривреду и Министарства за међународни развој из Уједињеног Краљевства.
Објашњење: Rca (1β) пшенице у себи садржи амино киселину изолеуцин, функционише до 39 °C, али није добар за активирање ензима рубиско. Са друге стране, Rca (2β) који се природно јавља у себи поседује аминокиселину метионин и функционише на температури до 30 °C и добро обавља посао активације рубиско ензима. Тако нова верзија Rca (2β) поседује изолеуцин аминокиселину и функционише до 35 °C и добро активира рубиско.
„У суштини, 1β ензим је смеће, а 2β је осетљив на више температуре“, рекла је Кармо-Силва. „Добра ствар овде је што смо показали како ова једна замена аминокиселина може да учини Rca активним на вишим температурама, а да то стварно не утиче на његову ефикасност да активира рубиско, што би могло да помогне усевима да покрену фотосинтезу под температурним стресом и да тако добију веће приносе“.
Важно је да ће ови налази подстаћи научнике на овом пројекту да окарактеришу и побољшају Rca других гајених биљака попут крављег грашка и соје, свака са више различитих облика Rca.
„Крављи грашак се узгаја у деловима Африке, почев од Јужне Африке са просечном температуром од 23 °C, преко Нигерије са просечном температуром од 30, све до северних делова где просечна температура износи 38 °C. Ако можемо да постигнемо ефикасније активирање рубиско ензима ове биљке на овим температурама, то би за последицу имало смањење јаза између потенцијала приноса и реалног стања за пољопривреднике чији животи зависе од ових усева“.
