پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شماره‌ها | 1,184 |
| تعداد مقالات | 10,192 |
| تعداد مشاهده مقاله | 19,148,950 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 13,260,076 |
شناسایی بازیگران کلیدی فتوسنتز: بازطراحی گیاهان زراعی C3 | ||
| فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی | ||
| دوره 14، شماره 3 (بهار 1404) - شماره پیاپی 49، خرداد 1404، صفحه 83-101 اصل مقاله (740.91 K) | ||
| نوع مقاله: مروری | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/cb.2025.73383.1998 | ||
| نویسندگان | ||
| مریم صادقی1؛ محمد رضا غفاری* 2؛ فرشاد ابراهیم پور3؛ علی محمد بنائی مقدم4 | ||
| 1بانک DNA و داده های ژنومی ، مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران، جهاد دانشگاهی، کرج، ایران | ||
| 2پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران | ||
| 3دانشیار، گروه علوم کشاورزی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران | ||
| 4مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک- دانشگاه تهران | ||
| چکیده | ||
| فرآیندهای فتوسنتز، یکی از تأثیرگذارترین واکنشهای بیوشیمیایی در کره زمین هستند، به طوری که تقریباً تمام موجودات زنده با محصولات فتوسنتز تغذیه میشوند. امروزه با افزایش جمعیت جهان به مرز نه میلیارد نفر، تقاضا برای غذا و انرژی به طور قابل توجهی افزایش یافته است. علاوه بر آن تغییرات آبوهوایی غیرمنتظره مانند خشکسالی و سیل، مساحت زمینهای کشاورزی را کاهش داده و این وضعیت، نیاز به بهبود عملکرد محصولات کشاورزی را دوچندان میکند. پیچیدگی ساختمانی برخی از آنزیمهای مهم مسیر فتوسنتز نظیر روبیسکو و نیاز به همترازی زیرواحدهای آن در هولوآنزیم، چالشهای جدی را در افزایش کارایی فتوسنتز با دستورزی این آنزیمها به وجود آورده است. یکی از ایدههای بلندپروازانه برای تأمین تقاضای جهانی غذا و بهبود بهرهوری محصولات در آبوهوای گرم و خشک، بازطراحی مسیرهای آناتومیکی و بیوشیمیایی گیاهان C3 با استفاده از نقشه متابولیکی گیاهان C4 بوده است. از زمان کشف مسیرهای فتوسنتزی، مطالعاتی در زمینه افزایش بیان برخی از آنزیمهای موجود در مسیر فتوسنتزی گیاهان C4 در گیاهان C3 انجام شده است. هرچند این افزایش بیان به تنهایی موجب افزایش توان فتوسنتزی و تولید محصول بیشتر نشده است، اما نشاندهنده پتانسیل بالای مهندسی متابولیک به عنوان ابزاری کارآمد در اصلاح گیاهان زراعی است. یافتههای اخیر دریچهای جدید برای استفاده از آنزیمهای موجودات فتوسنتزکننده سادهتر، مانند سیانوباکترها و جلبکها، برای بهبود قابلتوجه در عملکرد فتوسنتز گیاهان C3 را نشان میدهد. این یافتهها، روزنههای موثرتری برای مهندسی مسیرهای متابولیکی و ایجاد یک معماری مجدد در گیاهان C3 معرفی کرده است که در این مطالعه به آن اشاره میشود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| مهندسی ژنتیک؛ فتوسنتز C3؛ فتوسنتز C4؛ روبیسکو؛ سیانوباکترها | ||
| موضوعات | ||
| بیوتکنولوژی و تنش های زنده و غیرزنده | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Identification of Key Players in Photosynthesis: Redesigning C3 Crops | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Maryam Sadeghi1؛ Mohammad Reza Ghaffari2؛ Farshad Ebrahimpour3؛ Ali Mohammad Banaei Moghaddam4 | ||
| 1PhD Student, DNA and genome Bank, Iranian Biological Resource Center, Karaj, Alborz, Iran | ||
| 2Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII) | ||
| 3Associate Professor, Department of Agriculture, Payame Noor, Tehran, Iran | ||
| 4Institute of Biochemistry and Biophysics University of Tehran | ||
| چکیده [English] | ||
| Photosynthesis is a fundamental process, converts solar energy and carbon dioxide into carbohydrates, sustaining all life on Earth. With the global population approaching nine billion, the demand for food and energy has significantly increased. Furthermore, unexpected climate changes such as drought and floods have reduced agricultural land, highlighting the urgent need to improve crop productivity. An ambitious idea to address the global food demand and enhance crop efficiency in hot and arid climates involves redesigning the anatomical and biochemical pathways of C3 plants based on the metabolic blueprint of C4 plants. The structural complexity of key enzymes, such as Rubisco, along with the need for proper subunit alignment in the holoenzyme, poses significant challenges to enhancing photosynthetic efficiency through manipulating these enzymes. Since the discovery of photosynthetic pathways, studies have attempted to enhance the expression of certain enzymes from the C4 photosynthetic pathway in C3 plants. Although efforts have not yet directly led to significant improvements in photosynthetic efficiency or yield, they underscore the high potential of metabolic engineering as a precise and effective tool for crop improvement. Recent research on engineering C3 plants has demonstrated that introducing specific genes regulating leaf anatomy and C4 photosynthetic processes can significantly enhance photosynthesis and yield. Furthermore, emerging findings suggest that enzymes from simpler photosynthetic organisms, such as cyanobacteria and algae, may offer new avenues for substantial improvements in C3 photosynthetic efficiency. This study discusses these advancements and explores strategies for engineering metabolic pathways to architect C3 crops based on C4 models. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| C3 photosynthesis, C4 photosynthesis, Genetic engineering, Rubisco | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 40 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 31 |
||