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प्रकाश हरे पौधे प्रकाश संश्लेषण दक्षता बलिदान के बिना नाइट्रोजन बचाते हैं

Anonim

फसलों की शीर्ष पत्तियां प्रकाश की निचली पत्तियों को भूख से भूख से भूख से ज्यादा प्रकाश डालती हैं। वैज्ञानिकों ने हल्के हरे पत्ते वाले पौधों को डिजाइन किया है, जिससे फसल चंदवा में प्रवेश करने और समग्र प्रकाश उपयोग दक्षता और उपज में वृद्धि करने की अधिक प्रकाश की अनुमति मिलती है। इस रणनीति का हालिया मॉडलिंग अध्ययन में परीक्षण किया गया था जिसमें पाया गया था कि कम क्लोरोफिल सामग्री वाले पत्ते वास्तव में चंदवा-स्तर प्रकाश संश्लेषण में सुधार नहीं करते हैं, बल्कि इसके बजाय, नाइट्रोजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा को संरक्षित करते हैं कि पौधे प्रकाश उपयोग दक्षता में सुधार और उपज बढ़ाने के लिए पुन: निवेश करने में सक्षम हो सकता है ।

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विश्वविद्यालय में एक अलेक्जेंडर वॉन हम्बोल्ट पोस्टडोक्टरल फेलो, बर्कले वाकर ने कहा, "चंदवा के शीर्ष पर पत्तियां वास्तव में लालची हैं - वे बहुत सारी रोशनी को अवशोषित करते हैं और उनके नीचे अपने भाइयों और बहनों को बहुत कम नहीं देते हैं।" डसेलडोर्फ, जिन्होंने इस काम का नेतृत्व किया, बढ़ी हुई फोटो सिंथेटिक क्षमता (आरआईपीई) को महसूस करके समर्थित है। "शीर्ष पर पत्तियां उस प्रकाश ऊर्जा के साथ बहुत कुशल नहीं हैं, लेकिन नीचे की पत्तियां बहुत ही कुशल हैं। इसलिए, यदि आप उस प्रकाश में से कुछ ले सकते हैं जो शीर्ष पर घिरा हुआ है, और इसे गहराई से नीचे ले जाएं चंदवा में, सैद्धांतिक रूप से, आप एक अधिक कुशल चंदवा होगा। "

प्लांट फिजियोलॉजी में प्रकाशित, शोधकर्ताओं ने इस विचार का परीक्षण कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग करके सोयाबीन की लगभग 70 किस्मों से डेटा को शामिल किया, जिसमें अमेरिकी कृषि विभाग के क्लोरोफिल के क्लोरोफिल के विभिन्न स्तर थे। उन्होंने पाया कि 20 प्रतिशत कम क्लोरोफिल वाले पौधों को सैद्धांतिक रूप से कार्बन लाभ (बायोमास) और उपज के लिए कोई दंड नहीं होने के साथ 9 प्रतिशत कम नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है।

यूएसडीए / एआरएस के साथ एक फिजियोलॉजिस्ट आरआईपीई के उप निदेशक डॉन ओर्ट ने कहा, "सिमुलेशन से पता चलता है कि पत्तियों की जटिल आंतरिक संरचना प्रकाश को इतना उछाल देती है कि प्रकाश में नीचे जाने की संभावना समान है।" इलिनोइस विश्वविद्यालय में जीनोमिक जीवविज्ञान के कार्ल आर। वोइस इंस्टीट्यूट में प्लांट बायोलॉजी एंड फसल साइंसेज के रॉबर्ट एमर्सन प्रोफेसर और संश्लेषण अनुसंधान इकाई। "जब हम क्लोरोफिल कम करते हैं, प्रतिबिंब के लिए अधिक प्रकाश खो जाता है, और हमें छत में गहराई से प्रकाश प्राप्त करने का पूरा लाभ नहीं मिलता है जहां इसे अवशोषित किया जा सकता है।"

इसके बाद, वे खोज रहे हैं कि क्या इन नाइट्रोजन बचत का उपयोग अन्य प्रकाश संश्लेषण बाधाओं को ठीक करने के लिए किया जा सकता है साथ ही चंदवा में प्रकाश प्रवेश को बढ़ाने के अन्य तरीकों के लिए भी किया जा सकता है।

वाकर ने कहा, "हल्के हरे पौधों पर यह मामला बंद नहीं है, लेकिन कम क्लोरोफिल सामग्री के साथ पौधों को बाहर निकालने की तुलना में रणनीति थोड़ी अधिक नीची हो जाएगी।" "हमें यह पता लगाने की जरूरत है कि क्या हल्के हरे रंग के पत्ते की संरचना में बदलाव के साथ जोड़ा जा सकता है या यदि हम हल्के प्रतिबिंब को कम करने और ट्रांसमिशन सुधारने के लिए पत्तियों को पुन: इंजीनियर कर सकते हैं।"

चावल में क्लोरोफिल सामग्री में कमी के मॉडल वाले अन्य आरआईपीई-वित्त पोषित काम में पाया गया कि इन नाइट्रोजन बचत को फिर से आवंटित करने से कैनोपी प्रकाश संश्लेषण और नाइट्रोजन उपयोग दक्षता में 30 प्रतिशत की वृद्धि हो सकती है। चीनी एकेडमी ऑफ साइंसेज के सहयोगी ज़िंगुआंग झू के मुताबिक, "पत्ती क्लोरोफिल सामग्री का कुशलता बढ़ती ऊर्जा और हल्की उपयोग क्षमता दोनों का पता लगाने के लिए एक रोमांचक विकल्प है। इस अध्ययन से पता चलता है कि वांछित लाभ प्राप्त करने के लिए पत्ती ऑप्टिकल गुणों की अधिक समझदारी की आवश्यकता होती है और एक पत्ते में प्रकाश संश्लेषक प्रोटीन के बीच नाइट्रोजन वितरण पैटर्न। "

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कहानी स्रोत:

कार्ल आर। वोइस इंस्टीट्यूट फॉर जेनोमिक बायोलॉजी, इलिनोइस विश्वविद्यालय Urbana-Champaign में प्रदान की गई सामग्री। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।


जर्नल संदर्भ :

  1. बर्कले जे वाकर, डैरेन टी ड्र्यूरी, रेबेका ए स्लैटरी, एंडी वानलोके, यंग बी चो, डोनाल्ड आर। ऑर्ट। फसल कैनोपीज़ में क्लोरोफिल को कम किया जा सकता है जिसमें प्रकाश संश्लेषण के लिए थोड़ा जुर्माना होता हैप्लांट फिजियोलॉजी, 2017; पीपी.01401.2017 डीओआई: 10.1104 / पीपी.17.01401