Dėl to, kad dėl visuotinio atšilimo Žemės klimatas tampa vis sausesnis ir karštesnis, žemės ūkis išgyvena sunkias dienas. Mokslininkams pavyko sukurti veiksmingą maisto kultūrų genetinio modifikavimo metodiką, kuri ateityje padės ūkininkams padidinti derlių.
Žemės planeta pamažu šyla. Be to, gyventojų skaičius jos teritorijoje nuolat auga. Visuotinio atšilimo akivaizdoje ūkininkai susiduria su dviem dideliais iššūkiais. Pirma, pasėliai turi atlaikyti sausesnį, karštesnį klimatą, antra, žmonėms reikia vis daugiau natūralių produktų. Tokios aplinkybės reikalauja tikrai rimtų sprendimų.
Tyrėjai šią savaitę paskelbė radę būdą padidinti pasėlių produktyvumą genetiniu lygmeniu, leidžiant augalui daug efektyviau naudoti saulės energiją. Mokslininkai tikisi, kad tai padės ūkininkams patenkinti vis didėjančio gyventojų poreikius. „Mūsų tikslas yra remti žemės ūkį visame pasaulyje“, - sako viena iš projekte dalyvavusių tyrėjų Krishla Nyogi.
Norėdami padidinti derlių, mokslininkai pirmiausia turėjo įveikti natūralius augalų apsaugos mechanizmus. Kai augalas gauna daugiau šviesos, nei reikia sėkmingai fotosintezei, jo ląstelės inicijuoja nefotocheminį chlorofilo fluorescencijos gesinimo (NPQ) procesą, kuris leidžia šilumos pavidalu išskirti energijos perteklių, kad būtų išvengta perkaitimo. Kai saulė palieka dangų ir augalai vėl būna šešėlyje, NPQ sulėtėja, tačiau tam reikia laiko, per kurį fotosintezė taip pat vyksta labai lėtai. Augalų evoliucijos metu įgytas mechanizmas padeda jiems veiksmingai susidoroti su atšiauriu klimatu laukinėje gamtoje, tačiau šiuolaikinis žemės ūkis mažai panašus į laukines džiungles ar savanas. Jam nefotocheminis gesinimas yra veikiau trūkumas, mažinantis derlingumo rodiklius,juk kuo daugiau energijos, tuo daugiau cukrų ir naudingų mikroelementų yra augalų vaisiuose, todėl jų energinė vertė ir skonis yra didesni. Todėl mokslininkai nusprendė pakeisti NPQ ir leisti augalams absorbuoti daugiau fotonų.
Natūralaus augalų apsaugos nuo saulės energijos pertekliaus mechanizmas
Kai UV spinduliuotė tampa per intensyvi, augalų ląstelės pradeda išskirti energijos perteklių šilumos pavidalu, taip išvengiant perkaitimo. Problema ta, kad kol veikia gynybos sistema, fotosintezė vyksta labai lėtai.
Dėl to kelių institutų tyrėjų grupė rado būdą, kaip įprastuose tabako augaluose (lot. Nicotiana tabacum) patobulinti genus, susijusius su NPQ, kad jie daug greičiau sulėtintų gesinimo procesą, kai augalas yra šešėlyje. Dėl šių pokyčių padidėjo 3 baltymų gamyba, o tai pagreitina fotosintezės atsigavimą po gesinimo. Dėl to fotosintezės efektyvumas padidėjo 15%.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Ar tai reiškia, kad dabar gausime 15% daugiau tabako derliaus? Nr. Pasak Nyoggia, tabakas buvo pasirinktas tik todėl, kad jį lengva auginti laboratorijoje ir jis auginamas taip pat aktyviai, kaip ir maistiniai augalai. Dabartinis eksperimentas iš esmės yra tik įrodymas, kad mokslininkų technika veikia. Kadangi komanda užsiima genais ir baltymais, esančiais visuose augaluose, genetinio stiprinimo metodiką galima pritaikyti ir kitiems pasėliams. Taigi, sėkmingai juos išbandžius, ateityje visame pasaulyje galėtų būti naudojamas naujas metodas, kuris žymiai padidins derlių ir padės augalams susidoroti su karščiu ir sausra.