Zunaj v divjini je pogosto vsako bitje zase - tudi rastline. Večina divjih vrst rastlin, ki so lastne lastnim napravam, ustvarijo dovolj energije, da odložijo korenine in ustvarijo listje in semena. Toda ljudje so želeli več.
Ljudje že tisočletja gojijo in gojijo rastline - zaradi česar so odporne na hrošče in jim pomagajo, da rastejo slajše, večje sadje in zelenjava. Zdaj nove raziskave kažejo, da bomo morda uspeli, da bodo rastline delale še bolj, kar bo v prihodnosti korenito izboljšalo pridelavo pridelkov, poroča Justin Gillis za The New York Times .
Profesor znanosti o poljstvu Stephen Long in njegova ekipa z univerze v Illinoisu, Urbana-Champaign, so v tobačne rastline vstavili gene za tri beljakovine, vključene v fotosintezo, zaradi česar so zrasli za 14 do 20 odstotkov več kot v nespremenjenih rastlinah, Študija, ki je bila nedavno objavljena v reviji Science.
Kako to deluje?
Ko so rastlinski listi izpostavljeni sončni svetlobi, absorbirajo del svetlobne energije za pogon fotosinteze. Toda sonce proizvede več svetlobe, kot jo zmore list. Pravzaprav listje udari toliko energije, da lahko listje beli ali drobi, če se ga ne loti. Tako imajo rastline mehanizme, ki se vklopijo na močni sončni svetlobi, da odvečejo dodatno energijo kot toplota, postopek, ki se imenuje nefotokemično gašenje (NPQ).
Težava je v tem, da lahko traja pol ure, da se NPQ izklopi, če oblaki ali druge sence začasno zaustavijo žareče žarke sončne svetlobe. Namesto da bi pospeševali fotosintezo in silili NPQ, rastlina veliko energije izgublja kot toploto. Čez dan so Long in njegova ekipa izračunali, da je počasen postopek NPQ zmanjšal produktivnost pridelkov za 7, 5 do 30 odstotkov.
Da bi rastline hitreje izklopile NPQ, je ekipa na tobačne rastline prenesla gene za tri beljakovine iz rastline, znane kot thale cress, izbrane zaradi lažje manipulacije. Gojili so manipulirane pridelke in dosegli impresivne rezultate. En sev tobaka se je povečal za 13, 5 odstotka, za 19 odstotkov drugega, za tretjo sorto tobaka pa za 20 odstotkov, poroča Gillis.
Raziskovalci verjamejo, da se bodo njihove metode prenesle na živilske rastline s končnim ciljem izboljšanja pridelka. Velik del njihovih raziskav je financirala filantropska fundacija Gates, ki financira številne projekte s ciljem izboljšanja proizvodnje hrane po vsem svetu, poroča Gillis. Načrtujemo, da bomo koncept naslednjič preizkusili v živilskih pridelkih, kot so kava, riž in kasava, ki so pomembni na območjih Afrike, ki niso varna za hrano.
"Združeni narodi napovedujejo, da bomo do leta 2050 morali pridelati približno 70 odstotkov več hrane na zemljiščih, ki jih trenutno uporabljamo, " pravi Long v sporočilu za javnost. »Moja stava je, da je zelo pomembno, da so te nove tehnologije zdaj na polici, saj lahko traja 20 let, preden takšni izumi dosežejo kmetovalska polja. Če tega ne storimo zdaj, te rešitve ne bomo imeli, ko jo bomo potrebovali. "
V tobačne rezultate niso vsi popolnoma prepričani, še posebej, ker je tobak list in ne daje semen ali zrn. »Kako izgleda riž ali koruza, pšenica ali sladkorna pesa?« L. Gillings, starejši sodelavec Fundacije za informacijsko tehnologijo in inovacije v Washingtonu, vpraša Gillisa. "Narediti morate nekaj pomembnih pridelkov, preden lahko pokažete, da je to resnično in bo imelo velik vpliv. Nismo še tam. "
Vendar obstajajo znaki, da tehnologija človeštvo postavi na rob druge zelene revolucije, v kateri bodo nove vrste polnilnih rastlin - sposobne vzdržati sušo, slanost in slabo rodnost - prinesle prehrano in preskrbo s hrano za siromašne države po vsem svetu.
Pred kratkim so raziskovalci sekvencirali genome 3000 sort riža, kar jim bo morda pomagalo najti gene, ki nadzorujejo odpornost na pesticide in povečajo donos. Raziskovalci so celo razvili sintetično različico fotosinteze, ki jim bo morda pomagala ugotoviti načine, kako izboljšati postopek pri živilskih pridelkih, prav tako pa bi lahko pomagala odvzeti nekaj ogljikovega dioksida iz ozračja.
