Ve volné přírodě je to často každé stvoření pro sebe - dokonce i rostliny. Většina volně žijících druhů rostlin ponechává na svých vlastních zařízeních jen tolik energie, aby odložila kořeny a produkovala listy a semena. Ale lidé chtěli víc.
Lidé nyní pěstují a vyladí rostliny po tisíciletí - díky nim jsou odolní vůči chybám a pomáhají jim růst sladší, větší ovoce a zeleninu. Nový výzkum nyní naznačuje, že můžeme být schopni přimět rostliny, aby pracovaly ještě tvrději, v budoucnu radikálně zlepšit produkci plodin, uvádí Justin Gillis pro The New York Times .
Profesor rostlinných věd Stephen Long a jeho tým z University of Illinois, Urbana-Champaign, vložili geny pro tři proteiny zapojené do fotosyntézy do tabákových rostlin, což podle nich rostlo o 14 až 20 procent více než u nezměněných rostlin. studie publikovaná nedávno v časopise Science.
Jak tohle funguje?
Když jsou listy rostlin vystaveny slunečnímu záření, absorbují část světelné energie, aby vedly fotosyntézu. Ale slunce produkuje více světla, než dokáže list zvládnout. Ve skutečnosti tolik energie zasáhne listy, takže může list odbarvit nebo křehnout, pokud s ním nebude nakládáno. Rostliny tedy mají mechanismy, které se zapínají za jasného slunečního světla, aby rozptýlily tuto zvláštní energii jako teplo, což je proces, který se nazývá ne fotochemické kalení (NPQ).
Problém je v tom, že NPQ se může vypnout, pokud mraky nebo jiné stíny dočasně zachytí do očí bijící paprsky slunečního světla. Namísto rachotování fotosyntézy a rachotení NPQ rostlina nadále plýtvá spoustou této energie jako teplo. V průběhu dne Long a jeho tým spočítali, že pomalý proces NPQ snížil produktivitu plodin o 7, 5 až 30 procent.
Aby se rostliny rychleji vypnuly NPQ, tým přenesl geny pro tři proteiny z rostliny známé jako řeřicha řecká na rostliny tabáku - vybrané pro jejich snadnou manipulaci. Pěstovali zmanipulované plodiny a získali impozantní výsledky. Jeden kmen výtěžku tabáku vzrostl o 13, 5 procenta, o 19 procent u jiného a 20 procent u třetí odrůdy tabáku, uvádí Gillis.
Vědci se domnívají, že jejich metody se převedou na potravinářské plodiny s konečným cílem zlepšit výnosy plodin. Většina z jejich výzkumu byla financována nadací Filantropic Gates Foundation, která financuje mnoho projektů s cílem zlepšit produkci potravin po celém světě, uvádí Gillis. Existují plány na další testování tohoto konceptu u potravinářských plodin, jako jsou cowpeas, rýže a kasava, které jsou důležité v afrických oblastech, které nejsou bezpečné pro potraviny.
"Organizace spojených národů předpovídá, že do roku 2050 budeme muset produkovat asi 70 procent více jídla na zemi, kterou v současné době využíváme, " říká Long v tiskové zprávě. "Můj postoj je, že je velmi důležité mít nyní tyto nové technologie na polici, protože to může trvat 20 let, než takové vynálezy dosáhnou farmářských polí." Pokud to neuděláme nyní, nebudeme mít toto řešení, když to potřebujeme. “
Ne všichni jsou výsledky tabáku zcela přesvědčeni, zejména proto, že tabák je list a neprodukuje semena ani zrna. "Jak to vypadá v rýži, kukuřici, pšenici nebo cukrové řepě?" L. Val Giddings, vedoucí pracovník Nadace informačních technologií a inovací ve Washingtonu, požádá Gillis. "Musíte to dostat do hrsti důležitých plodin, než dokážete, že je to skutečné a bude to mít obrovský dopad." Zatím tam nejsme. “
Existují však náznaky, že technologie staví lidstvo na okraj druhé zelené revoluce, ve které nové typy přeplňovaných plodin - schopných odolat suchu, slanosti a špatné plodnosti - přinesou chudým národům po celém světě výživu a potravinovou bezpečnost.
Vědci v poslední době sekvenovali genomy 3 000 druhů rýže, což jim může pomoci najít geny regulující rezistenci vůči pesticidům a zvýšený výnos. Vědci dokonce vyvinuli syntetickou verzi fotosyntézy, která jim může pomoci vymyslet způsoby, jak tento proces zefektivnit v potravinářských plodinách a může také pomoci odstranit nějaký oxid uhličitý z atmosféry.
