Looduses on see sageli iga olend enda jaoks - isegi taimed. Enamik metsikuid taimeliike loob omaenda seadmetest ainult piisavalt energiat, et juured maha panna ning lehti ja seemneid toota. Kuid inimesed tahtsid enamat.
Inimesed on nüüd taimi aretanud ja tutistanud aastatuhandeid - muutes need veakindlaks ja aidanud neil kasvatada magusamaid, suuremaid puu- ja köögivilju. Nüüd viitavad uued uuringud sellele, et meil võib olla võimalik taimi veelgi raskemaks tööle panna, parandades tulevikus radikaalselt taimekasvatust, kirjutab Justin Gillis ajalehele The New York Times .
Põllumajandusteaduste professor Stephen Long ja tema meeskond Illinoisi ülikoolis Urbana-Champaign panid tubaka taimedesse fotosünteesis osalenud kolme valgu geenid, mis panid nad kasvatama 14 kuni 20 protsenti rohkem kui muutmata taimi. hiljuti ajakirjas Science avaldatud uuring .
Kuidas see töötab?
Kui taimede lehed on päikesevalguse käes, neelavad nad osa valgusenergiast fotosünteesi juhtimiseks. Kuid päike toodab rohkem valgust, kui leht hakkama saab. Tegelikult lööb lehti nii palju energiat, et see võib lehte pleegitada või krõbedaks muuta, kui sellega ei tegeleta. Nii et taimedel on mehhanismid, mis lülituvad sisse eredas päikesevalguses, et seda lisaenergiat soojusena hajutada - seda protsessi nimetatakse mittefotokeemiliseks summutamiseks (NPQ).
Probleem on selles, et NPQ väljalülitumiseks võib kuluda pool tundi, kui pilved või muud varjud ajutiselt pimestavad päikesevalguskiiri. Selle asemel, et fotosünteesi kiirendada ja NPQ-d alla suruda, raiskab taim jätkuvalt palju seda energiat soojusena. Päeva jooksul arvutas Long ja tema meeskond, et aeglane NPQ protsess vähendas saagi tootlikkust 7, 5–30 protsenti.
Et taimed NPQ-d kiiremini välja lülitaksid, kandis meeskond kolme proteiini geenid talakressi all tuntud taimest tubakataimedesse - nende manipuleerimise hõlbustamiseks. Nad kasvatasid manipuleeritud põllukultuure ja said muljetavaldavaid tulemusi. Ühes tubakatüves suurenes 13, 5 protsenti, teises 19 protsenti ja kolmandas tubakas 20 protsenti, teatas Gillis.
Teadlased usuvad, et nende meetodid rakenduvad toidukultuurideks eesmärgiga parandada saagikust. Suurt osa nende teadusuuringutest rahastas heategevusliku väravate fond, mis rahastab paljusid projekte, mille eesmärk on parandada toiduainete tootmist kogu maailmas, teatab Gillis. Järgmine kava on plaanis katsetada seda kontseptsiooni toidukultuurides, nagu lehmad, riis ja kassaavad, mis on olulised Aafrika toiduga kindlustamata piirkondades.
"ÜRO ennustab, et aastaks 2050 on meil vaja toota umbes 70 protsenti rohkem toitu maal, mida praegu kasutame, " ütleb Long pressiteates. „Minu seisukoht on, et nende uute tehnoloogiate riiulil hoidmine on väga oluline, sest võib kuluda 20 aastat, enne kui sellised leiutised jõuavad põllumeeste põldudele. Kui me seda praegu ei tee, pole meil seda lahendust, kui seda vajame. ”
Mitte kõik pole tubakatulemuste osas täiesti veendunud, eriti kuna tubakas on leht ja ei tekita seemneid ega teri. “Kuidas see välja näeb riisis, maisis, nisus või suhkrupeedis?” Küsib Washingtoni Infotehnoloogia ja Innovatsiooni Fondi vanemtüürimees L. Val Giddings Gilliselt. „Enne kui saate näidata, et see on tõeline ja sellel on tohutu mõju, peate selle käputäis tähtsatesse põllukultuuridesse sisse viima. Me pole veel kohal. ”
Kuid on märke, et tehnoloogia positsioneerib inimkonda teise rohelise revolutsiooni äärel, kus uut tüüpi ülelaadimisega põllukultuurid - mis suudavad vastu pidada põuale, soolasusele ja halvale viljakusele - viivad kogu maailmas vaesunud rahvaste toitumis- ja toiduga kindlustatuse.
Hiljuti sekveneerisid teadlased 3000 riisisordi genoomi, mis võib aidata neil leida pestitsiidide vastupidavust ja suurenenud saagikust kontrollivaid geene. Teadlased on välja töötanud isegi fotosünteesi sünteetilise versiooni, mis võib aidata neil välja mõelda võimalusi, kuidas protsessi toidukultuurides tõhusamaks muuta, ja see võib aidata ka atmosfäärist välja viia mõnda süsinikdioksiidi.
