Поради факта, че поради глобалното затопляне климатът на Земята става все по-сух и по-горещ, земеделието преживява тежки дни. Учените са успели да разработят ефективна методология за генетична модификация на хранителните култури, която ще помогне на земеделските производители да увеличат добивите в бъдеще.
Планетата Земя постепенно се затопля. Освен това населението на нейна територия нараства непрекъснато. Изправени пред глобалното затопляне, фермерите са изправени пред две големи предизвикателства. Първо, културите трябва да издържат на по-сух, по-горещ климат, и второ, хората се нуждаят от все повече и повече естествени продукти. Обстоятелства като тези изискват наистина сериозни решения.
Тази седмица учените обявиха, че са намерили начин да увеличат продуктивността на културите на генетично ниво, което позволява на централата да използва слънчевата енергия много по-ефективно. Учените се надяват, че това ще помогне на фермерите да отговорят на нуждите на постоянно нарастващото население. „Нашата цел е да подпомогнем селското стопанство по целия свят“, казва Кришла Ньоги, един от изследователите, участващи в проекта.
За да увеличат добивите, учените първо трябваше да преодолеят естествените защитни механизми на растенията. Когато растението получи повече светлина, отколкото е необходимо за успешна фотосинтеза, неговите клетки инициират процеса на нефотохимично хлорофилно гасене на флуоресценция (NPQ), което им позволява да отделят излишната енергия под формата на топлина, за да избегнат прегряване. Когато слънцето напусне небето и растенията отново са на сянка, NPQ се забавя, но отнема време, през което фотосинтезата също е много бавна. Механизмът, който растенията са придобили по време на еволюцията, им помага ефективно да се справят със суровия климат в дивата природа, но съвременното земеделие почти не прилича на дивата джунгла или савана. За него нефотохимичното гасене е по-скоро недостатък, който намалява показателите за добив,В крайна сметка, колкото повече енергия, толкова повече захари и полезни микроелементи в плодовете на растенията и следователно по-високата им енергийна стойност и вкус. Затова учените решиха да променят NPQ и да позволят на растенията да абсорбират повече фотони.
Механизмът на естествената растителна защита от излишната слънчева енергия
Когато UV лъчението стане твърде интензивно, растителните клетки започват да отделят излишна енергия под формата на топлина, като по този начин се избягва прегряване. Проблемът е, че докато системата за защита е налице, фотосинтезата е много бавна.
В резултат на това екип от изследователи от няколко института намери начин да променя гените, свързани с NPQ, в обикновените тютюневи растения (латински Nicotiana tabacum), така че да забавят процеса на охлаждане много по-бързо през периода, когато растението е на сянка. Тези промени доведоха до увеличаване на производството на 3 протеини, които ускоряват възстановяването на фотосинтезата след гасене. Благодарение на това ефективността на фотосинтезата е увеличена с 15%.
Промоционално видео:
Означава ли това, че сега ще получим 15% повече реколта от тютюн? Не. Според Nyoggi изборът е паднал върху тютюна само защото се отглежда лесно в лабораторията и се отглежда толкова активно, колкото и хранителните култури. Настоящият експеримент по същество е само доказателство, че техниката на учените работи. Тъй като екипът се занимава с гени и протеини, които се намират във всички растения, техниката за генетично подобрение може да се приложи и за други култури. Така че, ако бъдат тествани върху тях успешно, в бъдеще новият метод може да се използва по целия свят, което значително ще увеличи добивите и ще помогне на растенията да се справят с топлината и сушата.