Vani je u divljini često svako stvorenje - čak i biljke. Prepuštene vlastitim uređajima, većina divljih vrsta biljaka stvara samo dovoljno energije da odloži korijenje i proizvede lišće i sjeme. Ali ljudi su htjeli više.
Ljudi već tisućljećima uzgajaju i njeguju biljke - čineći ih otpornima na bube i pomažu im da rastu slađe, veće voće i povrće. Sada, nova istraživanja sugeriraju da ćemo možda uspjeti natjerati biljke da rade još jače, radikalno poboljšavajući proizvodnju usjeva u budućnosti, izvještava Justin Gillis za The New York Times .
Profesor biljnih znanosti Stephen Long i njegov tim sa sveučilišta u Illinoisu, Urbana-Champaign, umetnuli su gene za tri proteina uključena u fotosintezu u biljke duhana, što je dovelo do toga da narastu 14 do 20 posto više od biljaka koje nisu izmijenjene, prema studija objavljena nedavno u časopisu Science.
Kako ovo radi?
Kad su listovi biljke izloženi sunčevoj svjetlosti, oni apsorbiraju dio svjetlosne energije za pokretanje fotosinteze. Ali sunce proizvodi više svjetlosti nego što list može podnijeti. U stvari, toliko energije udari u lišće da može izbjeljivati ili usitniti list ako se s njim ne riješi. Dakle, biljke imaju mehanizme koji se uključuju na jakom sunčevom svjetlu kako bi trošili dodatnu energiju kao toplinu, proces koji se naziva ne-fotokemijsko gašenje (NPQ).
Problem je u tome što može proći pola sata da se NPQ isključi, ako oblaci ili druge sjene privremeno zaustave žarke zrake sunčeve svjetlosti. Umjesto da uspori fotosintezu i uspori NPQ, biljka nastavlja trošiti puno te energije kao toplinu. Tijekom jednog dana, Long i njegov tim izračunali su da je spor proces NPQ smanjio produktivnost usjeva za 7, 5 do 30 posto.
Kako bi biljke brže isključile NPQ, tim je prenio gene za tri proteina iz biljke poznate kao thale cress na biljke duhana - odabrane zbog njihove jednostavne manipulacije. Uzgajali su manipulirane usjeve i postigli impresivne rezultate. Jedna vrsta prinosa duhana povećala se za 13, 5 posto, za 19 posto za drugu i 20 posto za treću sortu duhana, izvještava Gillis.
Istraživači vjeruju da će se njihove metode prevesti u prehrambene kulture s konačnim ciljem poboljšanja prinosa. Veliki dio njihovih istraživanja financirala je filantropska zaklada Gates, koja financira mnoge projekte s ciljem poboljšanja proizvodnje hrane širom svijeta, izvještava Gillis. Planovi su da se sljedeći test ovog koncepta testira na usjevima kao što su grašak, riža i kasava, koji su važni u područjima Afrike koja nisu sigurna za hranu.
"Ujedinjeni narodi predviđaju da ćemo do 2050. godine morati proizvoditi oko 70 posto više hrane na zemlji koju trenutno koristimo", kaže Long u priopćenju za javnost. „Moj je stav da je vrlo važno imati ove nove tehnologije na polici sada jer može proći 20 godina prije nego što takvi izumi dostignu polja poljoprivrednika. Ako to ne učinimo sada, nećemo imati ovo rješenje kad nam zatreba. “
Nisu svi potpuno uvjereni u rezultate duhana, pogotovo jer je duhan list i ne proizvodi sjeme ili žitarice. "Kako to izgleda u riži ili kukuruzu, pšenici ili šećernoj repe?" Pita Gillis L. Val Giddings, stariji kolega iz Fondacije za informacijsku tehnologiju i inovacije u Washingtonu. "Morate ga uzeti u pregršt važnih usjeva prije nego što pokažete da je ovo stvarno i da će imati ogroman utjecaj. Nismo još tamo. "
No, postoje znakovi da tehnologija postavlja čovječanstvo na rub Druge zelene revolucije, u kojoj će nove vrste usjeva sa superpunjenim biljem - sposobne izdržati sušu, slanost i slabu plodnost - donijeti prehranu i sigurnost hrane siromašnim zemljama širom svijeta.
Nedavno su istraživači sekvencionirali genome 3000 sorti riže, što im može pomoći pronaći gene koji kontroliraju otpornost na pesticide i povećani prinos. Istraživači su čak razvili sintetičku verziju fotosinteze, koja bi im mogla pomoći u pronalaženju načina za poboljšanje efikasnosti procesa u usjevima hrane, a mogla bi pomoći i u izlaganju nekog ugljičnog dioksida iz atmosfere.
