Természetben gyakran minden teremtmény önmagának, még növényeknek is. A legtöbb vadon élő növényfaj a saját eszközükhöz hagyva csak annyi energiát teremt ahhoz, hogy legyöjtse a gyökereket, valamint leveleket és magokat termeljen. De az emberek többet akartak.
Az emberek évezredeken keresztül tenyésztik és finomítják a növényeket - tegyék rovarállóságukat és segítsék édesebb, nagyobb gyümölcsök és zöldségek növekedésében. Az új kutatások azt sugallják, hogy valószínűleg még erőteljesebben tudnánk növényeket működtetni, radikálisan javítva a növénytermesztést a jövőben - jelentette be Justin Gillis a The New York Times-nak .
A növénytudományok professzora, Stephen Long, az Illinoisi Egyetem (Urbana-Champaign) csapata a fotoszintézisben részt vevő három fehérje géneit beillesztette a dohánynövényekbe, ami 14 - 20 százalékkal nagyobb növekedést eredményezett, mint a változatlan növényeknél. a nemrégiben a Science folyóiratban megjelent tanulmány .
Hogy működik ez?
Amikor a növények leveleit napfénynek teszik ki, elnyelik a fényenergia egy részét a fotoszintézis elősegítésére. De a nap több fényt termel, mint amennyit a levél képes kezelni. Valójában annyi energia eltalálja a leveleket, hogy fehéríti vagy ropogtathatja a levelet, ha nem foglalkoznak vele. A növények tehát olyan mechanizmusokkal rendelkeznek, amelyek erős napfényben bekapcsolnak, hogy hőként eloszlatják ezt az extra energiát, ezt a folyamatot nem fotokémiai oltásnak (NPQ) nevezik.
A probléma az, hogy az NPQ kikapcsolása fél órát vehet igénybe, ha a felhők vagy más árnyékok ideiglenesen megpillantják a napfény ragyogó sugarait. Ahelyett, hogy a fotoszintézist és az NPQ-t lecsúsztatnák, a növény továbbra is sok energiát pazarol hőként. Egy nap folyamán Long és csapata kiszámította, hogy a lassú NPQ-folyamat 7, 5-30 százalékkal csökkentette a termés termelékenységét.
Annak érdekében, hogy a növények gyorsabban kapcsolják ki az NPQ-t, a csapat átadta a három fehérje géneit egy, a thalesressress néven ismert növényből a dohánynövényekbe - a manipuláció megkönnyítése érdekében. Növelte a manipulált növényeket és lenyűgöző eredményeket kaptunk. Az egyik törzs dohánytermelés 13, 5 százalékkal, a másikban 19, a harmadik dohányfajtánál pedig 20 százalékkal nőtt - számolja be Gillis.
A kutatók úgy vélik, hogy módszereik átveszik az élelmiszernövényeket azzal a végső céllal, hogy javítsák a terméshozamot. Kutatásaik nagy részét a jótékonysági Gates Alapítvány finanszírozta, amely számos olyan projektet finanszíroz, amelyek célja az élelmiszertermelés javítása az egész világon, számol be Gillis. A tervek szerint a következő tesztelésre kerül az élelmiszer kultúrákban, például tehénbőr, rizs és mandzsetta, amelyek fontosak Afrika élelmiszer-bizonytalan területein.
"Az Egyesült Nemzetek Szervezete azt jósolja, hogy 2050-re kb. 70 százalékkal több élelmiszert kell előállítanunk azon a földön, amelyet jelenleg használunk" - mondja Long egy sajtóközleményben. „Az a hozzáállásom, hogy nagyon fontos, hogy ezeket az új technológiákat ma már polcon tartsuk, mert 20 évbe telik, amíg az ilyen találmányok eljutnak a mezőgazdasági termelők mezőire. Ha nem most csináljuk, akkor nem lesz ez a megoldás, amikor szükségünk van rá. ”
Nem mindenki van teljesen meggyőzve a dohányzás eredményeiről, különösen mivel a dohány levél, nem termel magvakat vagy magvakat. „Hogyan néz ki a rizsben, kukoricában, búzában vagy cukorrépaban?” - kérdezi Gillist L. Val Giddings, a washingtoni Informatikai és Innovációs Alapítvány egyik vezető munkatársa. „Be kell helyeznie egy maroknyi fontos növénybe, mielőtt megmutathatja, hogy ez valódi és hatalmas hatással lesz. Még nem vagyunk ott.
De vannak jelek arra, hogy a technológia az emberiséget a második zöld forradalom szélére helyezi, amelyben az új típusú, feltöltött növények - amelyek képesek ellenállni az aszálynak, a sós sózásnak és a gyenge termékenységnek - táplálkozási és élelmezésbiztonságot jelentenek az elszegényedt nemzetek számára a világ minden tájáról.
A közelmúltban a kutatók 3000 rizsfajta genomját szekvenálták, ami segíthet nekik a peszticid-rezisztenciát és a megnövekedett termést szabályozó gének megtalálásában. A kutatók még a fotoszintézis szintetikus változatát is kifejlesztették, amely segíthet nekik kitalálni, hogyan lehetne hatékonyabbá tenni a folyamatot az élelmiszernövényekben, és hozzájárulhat a szén-dioxid kijuttatásához a légkörből.
