ŽIVA

Jak vylepšit fotosyntézu

Fotosyntéza je sled desítek reakcí, které převádějí světelnou energii fotonů ze slunce na biologicky využitelné zredukované uhlíkaté sloučeniny. Ty jsou hlavním zdrojem energie pro téměř veškerý život na naší planetě. Rostlinná i živočišná výživa lidstva zcela závisí na fotosyntéze. Její účinnost je jedním z hlavních faktorů, které přímo ovlivňují a určují výnosy zemědělských plodin. Přitom doposud stála stranou snah šlechtitelů o zvýšení výnosů. Jaká je vlastně účinnost přeměny světelné energie ve fotosyntéze? Které reakce účinnost fotosyntézy omezují? Dokážeme účinnost zvýšit? Projeví se to na růstu rostlin a zvýšení výnosu? Má vůbec smysl se v reálných agronomických podmínkách, za probíhající globální změny klimatu zvyšováním účinnosti fotosyntézy zabývat? To jsou některé otázky současného výzkumu.

Citace publikací z původních polních experimentů, které jsou klíčové pro praktické zhodnocení zvýšené fotosyntézy

SOUTH, Paul F., et al. Synthetic glycolate metabolism pathways stimulate crop growth and productivity in the field. Science, 2019, 363.6422: eaat9077.

https://doi.org/10.1126/science.aat9077

CHEN, Guoxin, et al. Synthetic photorespiratory bypass improves rice productivity by enhancing photosynthesis and nitrogen uptake. The Plant Cell, 2025, 37.1: koaf015.

https://doi.org/10.1093/plcell/koaf015

KROMDIJK, Johannes, et al. Improving photosynthesis and crop productivity by accelerating recovery from photoprotection. Science, 2016, 354.6314: 857-861.

https://doi.org/10.1126/science.aai8878

SIMKIN, Andrew J., et al. Overexpression of the RieskeFeS protein increases electron transport rates and biomass yield. Plant physiology, 2017, 175.1: 134-145.

doi.org/10.1104/pp.17.00622

SCAFARO, Andrew P., et al. A conserved sequence from heat-adapted species improves Rubisco activase thermostability in wheat. Plant Physiology, 2019, 181.1: 43-54.

https://doi.org/10.1104/pp.19.00425

C4 Rice Consortium. (2024). Progress in Phase IV of the C4 Rice Project. C4 Rice Project web site.

https://c4rice.com/achievements-in-phase-iv/

Obrazové přílohy

• Polní pokus s mutantní odrůdou ječmene se sníženým obsahem chlorofylu o 50 %. Fenotypy mutantů hus1 (happy under sun) se zmenšenou anténou a kontrolních rostlin pěstovaných v polních podmínkách v Azienda Agraria Sperimentale (Parma, Itálie). Nahoře mutant hus1 (vlevo) a kontrolní odrůda ′Sebastian′ (vpravo) ve fázi rašení. Dole rostliny hus1 ve fenofázi metání klasu. Foto L. Genesio (National Research Council, Itálie), z publikace R. Croce a kol. (2024), v souladu s podmínkami použití
  
• Minimální ztráty energie v každém kroku fotosyntetického procesu C3 rostlin, od zachycení slunečního záření po tvorbu biomasy. Předpokládá se teplota listů 30 °C a současná koncentrace CO2. Blíže v textu. Upraveno podle: www.pioneer. com/us/, kreslila R. Bošková.
  

Archiv článků pro pedagogy a studenty

© 2025 Časopis ŽIVA – Rozhled v oboru veškeré přírody.
Založil roku 1853 J. E. Purkyně.
Vydává Nakladatelství Academia,
Středisko společných činností AV ČR, v. v. i., za podpory Akademie věd ČR.