Във природата често всяко същество е за себе си - дори растения. Оставени на собствените си устройства, повечето диви видове растения създават достатъчно енергия, за да оставят корени и да произвеждат листа и семена. Но хората искаха повече.
Хората сега отглеждат и оправят растения от хилядолетия - което ги прави устойчиви на бъгове и им помагат да отглеждат по-сладки, по-големи плодове и зеленчуци. Сега новите изследвания предполагат, че може би ще успеем да накараме растенията да работят още по-усилено, радикално подобрявайки производството на растения в бъдеще, съобщава Джъстин Гилис за The New York Times .
Професорът по наука за културите Стивън Лонг и неговият екип от Университета на Илинойс, Урбана-Шампан, вмъкнаха гените за три протеина, участващи във фотосинтезата, в тютюневите растения, което ги накара да нараснат с 14 до 20 процента повече от непроменените растения, според изследването, публикувано наскоро в списание Science.
Как работи това?
Когато листата на растението са изложени на слънчева светлина, те поглъщат част от светлинната енергия за задвижване на фотосинтезата. Но слънцето произвежда повече светлина, отколкото листото може да се справи. Всъщност толкова много енергия удря в листата, че може да избели или раздробява листата, ако с него не се работи. Така растенията имат механизми, които се включват на ярка слънчева светлина, за да разсеят тази допълнителна енергия като топлина, процес, който се нарича нефотохимично гасене (NPQ).
Проблемът е, че може да отнеме половин час, за да се изключи NPQ, ако облаците или други сенки временно заслонят блестящите лъчи на слънчевата светлина. Вместо да засича фотосинтезата и да понижава NPQ, растението продължава да губи много от тази енергия като топлина. В продължение на един ден Лонг и неговият екип изчислиха, че бавният NPQ процес намалява производителността на културите със 7, 5 до 30 процента.
За да накара растенията да изключат NPQ по-бързо, екипът прехвърля гени за три протеина от растение, известно като талисман, на тютюневите растения - избрани за тяхната лесна манипулация. Те отглеждаха манипулираните култури и получиха впечатляващи резултати. Един щам на добива на тютюн се е увеличил с 13, 5 процента, с 19 процента в друг и с 20 процента при трети сорт тютюн, съобщава Gillis.
Изследователите вярват, че техните методи ще се превърнат в хранителни култури с евентуалната цел да се подобрят добивите. Голяма част от техните изследвания са финансирани от благотворителната фондация Гейтс, която финансира много проекти с цел подобряване на производството на храни по целия свят, съобщава Gillis. Има планове за следващо тестване на концепцията в хранителни култури като кава, ориз и маниока, които са важни в районите на Африка, които не са безопасни за храните.
„Организацията на обединените нации прогнозира, че до 2050 г. ще трябва да произвеждаме около 70 процента повече храна в земята, която използваме в момента“, казва Лонг в съобщение за пресата. „Моето отношение е, че е много важно тези нови технологии да бъдат поставени на рафта сега, защото може да отнеме 20 години, преди подобни изобретения да достигнат до нивите на фермерите. Ако не го направим сега, няма да имаме това решение, когато се нуждаем. “
Не всички са напълно убедени в резултатите от тютюна, още повече, че тютюнът е лист и не дава семена или зърна. „Как изглежда в ориза, царевицата, пшеницата или захарното цвекло?“ Л. Вал Гидингс, старши сътрудник на Фондация за информационни технологии и иновации във Вашингтон, пита Гилис. „Трябва да вкарате в шепа от важните култури, преди да можете да покажете, че това е реално и ще има огромно влияние. Все още не сме там. “
Но има признаци, че технологията поставя позицията на човечеството на ръба на Втората зелена революция, при която новите видове натоварени култури - способни да издържат на суша, соленост и лошо плодородие - ще донесат храненето и продоволствената сигурност на обеднелите страни по света.
Наскоро изследователите секвенираха геномите на 3 000 разновидности ориз, което може да им помогне да намерят гените, контролиращи устойчивостта на пестициди и повишен добив. Изследователите дори са разработили синтетична версия на фотосинтеза, която може да им помогне да измислят начини да направят процеса по-ефективен в хранителните култури, а също така може да помогне за извеждане на малко въглероден диоксид от атмосферата.
