Vzhľadom na to, že v dôsledku globálneho otepľovania je klíma Zeme stále suchšia a teplejšia, prežíva poľnohospodárstvo ťažké dni. Vedcom sa podarilo vyvinúť účinnú metodológiu genetickej modifikácie potravinárskych plodín, ktorá poľnohospodárom pomôže v budúcnosti zvýšiť výnosy.
Planéta Zem sa postupne otepľuje. Populácia na jeho území navyše neustále rastie. Tvárou v tvár globálnemu otepľovaniu čelia poľnohospodári dvom veľkým výzvam. Po prvé, plodiny musia vydržať suchšie, teplejšie podnebie a po druhé, ľudia potrebujú čoraz viac prírodných produktov. Okolnosti ako tieto si vyžadujú skutočne vážne rozhodnutia.
Vedci tento týždeň oznámili, že našli spôsob, ako zvýšiť produktivitu plodín na genetickej úrovni a umožniť tak rastline využívať slnečnú energiu oveľa efektívnejšie. Vedci dúfajú, že to poľnohospodárom pomôže uspokojiť potreby stále rastúcej populácie. „Naším cieľom je podpora poľnohospodárstva na celom svete,“hovorí Krishla Nyogi, jeden z výskumníkov zapojených do projektu.
Aby vedci zvýšili výnosy, museli najskôr prekonať prirodzené obranné mechanizmy rastlín. Keď rastlina dostane viac svetla, ako je potrebné na úspešnú fotosyntézu, zahájia jej bunky proces nefotochemického tlmenia fluorescencie chlorofylu (NPQ), čo im umožňuje uvoľňovať prebytočnú energiu vo forme tepla, aby sa zabránilo prehriatiu. Keď slnko opustí oblohu a rastliny sú opäť v tieni, NPQ sa spomalí, vyžaduje to však čas, počas ktorého je tiež veľmi pomalá fotosyntéza. Mechanizmus, ktorý rastliny získali v priebehu evolúcie, im pomáha efektívne zvládať drsné podnebie vo voľnej prírode, ale moderné poľnohospodárstvo sa len málo podobá divokej džungli alebo savane. Pre neho je nefotochemické hasenie skôr nevýhodou, ktorá znižuje ukazovatele výťažnosti,Koniec koncov, čím viac energie, tým viac cukrov a užitočných mikroelementov v plodoch rastlín, a tým vyššia je ich energetická hodnota a chuť. Vedci sa preto rozhodli zmeniť NPQ a umožniť rastlinám absorbovať viac fotónov.
Mechanizmus prirodzenej ochrany rastlín pred prebytočnou slnečnou energiou
Keď je UV žiarenie príliš intenzívne, rastlinné bunky začnú uvoľňovať prebytočnú energiu vo forme tepla, čím sa zabráni prehriatiu. Problém je v tom, že zatiaľ čo obranný systém je na svojom mieste, fotosyntéza je veľmi pomalá.
Výsledkom bolo, že tím vedcov z niekoľkých ústavov našiel spôsob, ako vylepšiť gény spojené s NPQ v bežných tabakových rastlinách (latinsky Nicotiana tabacum) tak, aby počas obdobia, keď je rastlina v tieni, omnoho rýchlejšie spomalili proces kalenia. Tieto zmeny viedli k zvýšeniu produkcie 3 proteínov, ktoré urýchľujú regeneráciu fotosyntézy po ochladení. Vďaka tomu sa zvýšila účinnosť fotosyntézy o 15%.
Propagačné video:
Znamená to, že teraz dosiahneme o 15% vyššiu úrodu tabaku? Č. Podľa Nyoggiho voľba padla na tabak iba preto, že je ľahké ho pestovať v laboratóriu a pestuje sa rovnako aktívne ako potravinové plodiny. Súčasný experiment je v podstate iba dôkazom toho, že technika vedcov funguje. Pretože sa tím zaoberá génmi a bielkovinami, ktoré sa nachádzajú vo všetkých rastlinách, možno techniku genetického vylepšenia použiť aj na iné plodiny. Ak sa ich teda úspešne otestuje, v budúcnosti by sa mohla nová metóda použiť po celom svete, čo výrazne zvýši úrodu a pomôže rastlinám vyrovnať sa s horúčavou a suchom.