På grund av det faktum att jordens klimat blir torrare och varmare på grund av den globala uppvärmningen, går jordbruket igenom svåra dagar. Forskare har lyckats utveckla en effektiv metod för genetisk modifiering av livsmedelsgrödor, vilket kommer att hjälpa jordbrukare att öka avkastningen i framtiden.
Planet Jorden värms upp gradvis. Dessutom växer befolkningen inom dess territorium stadigt. Trots den globala uppvärmningen står jordbrukarna inför två stora utmaningar. För det första måste grödor tåla torrare, varmare klimat, och för det andra behöver människor mer och mer naturliga produkter. Omständigheter som dessa kräver riktigt allvarliga beslut.
Forskare meddelade den här veckan att de har hittat ett sätt att öka grödans produktivitet på genetisk nivå, så att växten kan använda solenergi mycket mer effektivt. Forskare hoppas att detta kommer att hjälpa jordbrukare att möta behoven hos en ständigt växande befolkning. "Vårt mål är att stödja jordbruket runt om i världen", säger Krishla Nyogi, en av de forskare som är involverade i projektet.
För att öka avkastningen var forskarna först tvungna att övervinna växternas naturliga försvarsmekanismer. När en växt får mer ljus än vad som är nödvändigt för framgångsrik fotosyntes, initierar dess celler processen med icke-fotokemisk klorofyllfluorescenssläckning (NPQ), vilket gör att de kan släppa överflödig energi i form av värme för att undvika överhettning. När solen lämnar himlen och växterna är i skuggan igen, saktar NPQ ner, men det tar tid, under vilken fotosyntesen också är mycket långsam. Mekanismen som växter har förvärvat under evolutionens gång hjälper dem att effektivt hantera det hårda klimatet i naturen, men det moderna jordbruket har lite likhet med den vilda djungeln eller savannen. För honom är icke-fotokemisk släckning snarare en nackdel som sänker avkastningsindikatorerna,ju mer energi, desto mer sockerarter och användbara mikroelement i växternas frukter, och därför desto högre är deras energivärde och smak. Därför bestämde forskarna att ändra NPQ och låta växterna absorbera fler fotoner.
Mekanismen för naturligt växtskydd mot överflödig solenergi
När UV-strålning blir för intensiv börjar växtcellerna släppa överflödig energi i form av värme, vilket undviker överhettning. Problemet är att medan försvarssystemet är på plats är fotosyntes mycket långsam.
Som ett resultat har ett team av forskare från flera institut hittat ett sätt att justera generna som är associerade med NPQ i vanliga tobaksväxter (Latin Nicotiana tabacum) så att de saktar ner släckningsprocessen mycket snabbare när växten är i skuggan. Dessa förändringar ledde till en ökning av produktionen av 3 proteiner, vilket påskyndar återhämtningen av fotosyntes efter släckning. Tack vare detta ökade fotosyntesens effektivitet med 15%.
Kampanjvideo:
Betyder detta att vi nu får 15% mer tobakskörd? Nej. Enligt Nyoggi föll valet på tobak bara för att det är lätt att odla i laboratoriet och odlas lika aktivt som livsmedelsgrödor. Det aktuella experimentet är i huvudsak bara ett bevis på att forskarnas teknik fungerar. Eftersom teamet behandlar gener och proteiner som finns i alla växter kan den genetiska förstärkningstekniken också tillämpas på andra grödor. Så om den testas framgångsrikt i framtiden kan den nya metoden användas över hela världen, vilket kommer att öka avkastningen avsevärt och hjälpa växter att klara av värme och torka.
