Koska maapallon ilmaston lämpenemisen seurauksena maapallon ilmasto muuttuu kuivemmaksi ja kuumemmaksi, maataloudessa on vaikeita päiviä. Tutkijat ovat onnistuneet kehittämään tehokkaan menetelmän ruokakasvien geneettiseen muuntamiseen, mikä auttaa viljelijöitä lisäämään satoja tulevaisuudessa.
Maaplaneetta lämpenee vähitellen. Lisäksi sen alueen väestö kasvaa tasaisesti. Ilmaston lämpenemisen edessä maanviljelijöillä on kaksi suurta haastetta. Ensinnäkin viljelykasvien on kestettävä kuivempaa ja kuumempaa ilmastoa, ja toiseksi ihmiset tarvitsevat yhä enemmän luonnollisia tuotteita. Tällaiset olosuhteet edellyttävät todella vakavia päätöksiä.
Tutkijat ilmoittivat tällä viikolla löytäneensä tavan lisätä sadon tuottavuutta geneettisellä tasolla, jolloin kasvi voi käyttää aurinkoenergiaa paljon tehokkaammin. Tutkijat toivovat, että tämä auttaa maanviljelijöitä vastaamaan jatkuvasti kasvavan väestön tarpeisiin. "Tavoitteenamme on tukea maataloutta ympäri maailmaa", kertoo projektiin osallistunut tutkija Krishla Nyogi.
Saantojen lisäämiseksi tutkijoiden oli ensin voitettava kasvien luonnolliset puolustusmekanismit. Kun kasvi saa enemmän valoa kuin on välttämätöntä onnistuneelle fotosynteesille, sen solut aloittavat ei-fotokemiallisen klorofyllifluoresenssisammutuksen (NPQ), jonka avulla ne voivat vapauttaa ylimääräistä energiaa lämmön muodossa ylikuumenemisen välttämiseksi. Kun aurinko lähtee taivaalta ja kasvit ovat taas varjossa, NPQ hidastuu, mutta se vie aikaa, jonka aikana fotosynteesi on myös hyvin hidasta. Kasvien evoluution aikana hankkima mekanismi auttaa heitä selviytymään tehokkaasti ankarasta ilmastosta, mutta nykyaikaisella maataloudella ei ole juurikaan samankaltaisuutta villin viidakon tai savannin kanssa. Hänelle ei-fotokemiallinen sammutus on pikemminkin haitta, joka vähentää satoindikaattoreita,Loppujen lopuksi, mitä enemmän energiaa, sitä enemmän sokereita ja hyödyllisiä mikroelementtejä kasvien hedelmissä, ja siksi korkeampi niiden energia-arvo ja maku. Siksi tutkijat päättivät muuttaa NPQ: ta ja antaa kasvien absorboida enemmän fotoneja.
Luontaisen kasvinsuojelun mekanismi ylimääräiseltä aurinkoenergialta
Kun UV-säteily muuttuu liian voimakkaaksi, kasvisolut alkavat vapauttaa ylimääräistä energiaa lämmön muodossa välttäen siten ylikuumenemista. Ongelmana on, että vaikka puolustusjärjestelmä on paikallaan, fotosynteesi on hyvin hidasta.
Tämän seurauksena useiden instituuttien tutkijaryhmä on löytänyt tavan säätää NPQ: hon liittyviä geenejä tavallisissa tupakakasveissa (Latin Nicotiana tabacum) niin, että ne hidastavat sammutusprosessia paljon nopeammin, kun kasvi on varjossa. Nämä muutokset johtivat 3 proteiinin tuotannon lisääntymiseen, mikä nopeuttaa fotosynteesin palautumista sammutuksen jälkeen. Tämän ansiosta fotosynteesin tehokkuutta lisättiin 15%.
Mainosvideo:
Tarkoittaako tämä sitä, että nyt saamme 15% enemmän tupakkasatoa? Ei. Nyoggin mukaan valinta laski tupakkaan vain siksi, että sitä on helppo viljellä laboratoriossa ja sitä kasvatetaan yhtä aktiivisesti kuin ruokakasveja. Tämä kokeilu on pohjimmiltaan vain todiste siitä, että tutkijoiden tekniikka toimii. Koska joukkue käsittelee geenejä ja proteiineja, joita löytyy kaikista kasveista, geneettistä parannustekniikkaa voidaan soveltaa myös muihin kasveihin. Joten jos niitä testataan onnistuneesti, tulevaisuudessa uutta menetelmää voidaan käyttää kaikkialla maailmassa, mikä lisää merkittävästi satoja ja auttaa kasveja selviytymään lämmöstä ja kuivuudesta.