Med ekstra sukker, blade bliver også fede

Spis for meget uden at træne, og du vil sandsynligvis tage et par kilo på. Det viser sig, planteblade gør noget lignende. I en ny undersøgelse ved det amerikanske energiministeriums Brookhaven National Laboratory, videnskabsmænd viser, at tilbageholdelse af sukker i planteblade kan få dem til at blive fede.

I planter, denne ekstra fedtophobning kunne være en god ting. Det kunne hjælpe med at omdanne planter til fabrikker til fremstilling af biobrændstoffer og andre nyttige kemikalier. Men du kan ikke bare fodre planter med småkager og donuts for at få blade til at pumpe mere olie ud.

"Planter laver deres egen mad, " sagde John Shanklin, Brookhaven Lab-biokemikeren, der ledede forskningen. "De konverterer sollys, vand, og kuldioxid til sukker gennem fotosyntese, og disse sukkerarter transporteres normalt ud af blade til andre dele af planten, og omdannet til andre forbindelser planter har brug for til vækst og udvikling. Olier har en tendens til ikke at akkumulere til høje niveauer, undtagen i nogle frø."

For at vippe balancen til fordel for højere olieproduktion og ophobning i blade - som ville være mere rigelige og tilgængelige end frø til fremstilling af biobaserede kemikalier - havde forskerne brug for detaljeret viden om de biokemiske processer, der driver de metaboliske veje og generne, der styrer dem. Som beskrevet i et papir offentliggjort i tidsskriftet Plant Physiology, Brookhaven-teamet opdrættede selektivt planter for at kombinere en række egenskaber, der blokerede nogle af sukkertransport- og omdannelsesvejene, hvilket resulterede i øget olieproduktion og ophobning.

Forskerne havde mistanke om, at at holde mere sukker i blade ville øge olieproduktionen i de vegetative væv baseret på deres tidligere forskning. Dette arbejde identificerede, hvordan høje sukkerniveauer hæmmer et regulatorisk protein, der spiller en nøglerolle i nedbrydningen af ​​et andet protein, der tjener som en kontakt til at tænde for olieproduktionsgener. I den aktuelle undersøgelse, forskerne fandt øgede niveauer af on-switch-proteinet sammen med højere niveauer af olieprækursorer og olie.

"Ved at kombinere genetiske mutationer, der mindsker transporten af ​​sukker ud af blade og omdannelsen af ​​sukker til stivelse, øges sukkerniveauet i blade, Shanklin sagde. "At overskydende sukker driver øget olieproduktion ved at stabilisere olien på kontakten, og også ved at levere de kulstofbyggesten, der er nødvendig for at lave mere olie i blade."

Forskerne opdrættede også planter, der kombinerede de sukkerforøgende egenskaber med andre mutationer, herunder en, der begrænsede nedbrydningen af ​​plantelipider, hvilket resulterede i yderligere stigninger i ophobning af olieprækursorer i blade.

"I flere tilfælde kombinationer af disse mutationer hjalp plantemetabolismen til at producere og opbevare mere olie end forventet i blade, " sagde Shanklin.

"Resultater fra disse grundlæggende biokemisk-genetiske undersøgelser giver værdifuld indsigt i forholdet mellem sukker, olieprækursorer, og olieakkumulering i blade, der vil hjælpe med at informere bioteknologiske bestræbelser på at optimere olieakkumulering i vegetativt væv af økonomisk vigtige planter."