У растений это дополнительное накопление жира может быть полезным. Это может помочь превратить растения в фабрики по производству биотоплива и других полезных химикатов. Но нельзя просто кормить растения печеньем и пончиками, чтобы получить листья, чтобы выкачать больше масла.
«Растения сами производят пищу», — сказал Джон Шанклин, биохимик из Брукхейвенской лаборатории, руководивший исследованием. «Они превращают солнечный свет, воду и углекислый газ в сахара посредством фотосинтеза, и эти сахара обычно переносятся из листьев в другие части растения и превращаются в другие соединения, необходимые растениям для роста и развития. Масла, как правило, не накапливаются слишком сильно. уровни, за исключением некоторых семян ".Чтобы склонить чашу весов в пользу более высокого производства и накопления масла в листьях — которых было бы больше и доступно, чем семена для производства биохимических веществ, — ученым требовались подробные знания о биохимических процессах, которые управляют метаболическими путями и генами. которые их контролируют. Как описано в статье, опубликованной в журнале Plant Physiology, команда Брукхейвена выборочно разводила растения, чтобы объединить ряд признаков, которые блокировали некоторые пути транспорта и преобразования сахара, что привело к увеличению производства и накопления масла.
Ученые подозревали, что сохранение большего количества сахара в листьях увеличит производство масла в этих вегетативных тканях на основе их более ранних исследований. Эта работа показала, как высокий уровень сахара ингибирует регуляторный белок, который играет ключевую роль в расщеплении другого белка, который служит переключателем для включения генов, производящих масло.
В текущем исследовании ученые обнаружили повышенный уровень белка при переключении наряду с более высокими уровнями предшественников масла и масла.«Сочетание генетических мутаций, которые уменьшают перенос сахара из листьев и превращение сахаров в крахмал, увеличивает уровень сахара в листьях», — сказал Шанклин. «Этот избыток сахара способствует увеличению производства масла за счет стабилизации масла при включении, а также за счет поставки углеродных строительных блоков, необходимых для производства большего количества масла в листьях».Ученые также вывели растения, которые сочетали в себе признаки увеличения сахара с другими мутациями, в том числе ту, которая ограничивала расщепление липидов растений, что привело к дальнейшему увеличению накопления предшественников масла в листьях.«В некоторых случаях комбинации этих мутаций помогли изменить метаболизм растений, чтобы производить и хранить в листьях больше масла, чем ожидалось», — сказал Шанклин.
«Результаты этих фундаментальных биохимико-генетических исследований предоставляют ценную информацию о взаимосвязи между сахаром, предшественниками масла и накоплением масла в листьях, что поможет в биотехнологических усилиях по оптимизации накопления масла в вегетативных тканях экономически важных растений».