Επιστήμονες αύξησαν την ανάπτυξη φυτών μέσω γενετικής τροποποίησης στη φωτοσύνθεση
Τech & Science

Επιστήμονες αύξησαν την ανάπτυξη φυτών μέσω γενετικής τροποποίησης στη φωτοσύνθεση

Κάνουν λόγο για «νέα γεωργική επανάσταση» καθώς αύξησαν την ανάπτυξη των φυτών κατά 40%

Επιστήμονες αύξησαν κατά 40% την ανάπτυξη των φυτών κάνοντας «τούρμπο» τη φωτοσύνθεση τους μέσω γενετικής τροποποίησης.

 

Επιστήμονες στις ΗΠΑ επενέβησαν γενετικά στη φυσική διαδικασία φωτοσύνθεσης των φυτών και κατάφεραν να τη βελτιώσουν τεχνητά, με αποτέλεσμα να αυξήσουν έως κατά 40% την παραγωγικότητα των φυτών. Πρόκειται για σημαντικό επίτευγμα που μπορεί να βοηθήσει μελλοντικά στη διατροφή της ανθρωπότητας.

 

Τα φυτά μετατρέπουν το φως του Ήλιου σε ενέργεια μέσω της φωτοσύνθεσης, όμως παράλληλα εκτελούν τη διαδικασία της φωτοαναπνοής, η οποία αποτελεί ένα είδος αντι-φωτοσύνθεσης και περιορίζει τις δυνατότητες της φωτοσύνθεσης σε ποσοστό 20% έως 50%.

 

Με τη νέα βιοτεχνολογική μέθοδο, ξεπερνιούνται οι εγγενείς αδυναμίες της φυσικής φωτοσύνθεσης και μπορεί να βελτιωθεί η παραγωγικότητα σημαντικών καλλιεργειών παγκοσμίως όπως του σιταριού και του ρυζιού, χωρίς να χρειασθούν πρόσθετα λιπάσματα, φυτοφάρμακα ή νερό για άρδευση.

 

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ιλινόις και της Υπηρεσίας Γεωργικής Έρευνας του υπουργείου Γεωργίας των ΗΠΑ, με επικεφαλής τον καθηγητή επιστήμης φυτικής παραγωγής Ντόναλντ Ορτ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Science, τροποποίησαν γενετικά τα φυτά του καπνού, ώστε η φωτοαναπνοή να μη βάζει πλέον «φρένο» στη φωτοσύνθεση, κάνοντάς τα έτσι 40% πιο παραγωγικά σε πραγματικές συνθήκες.

 

«Θα μπορούσαμε κάθε χρόνο να θρέψουμε έως 200 εκατομμύρια περισσότερους ανθρώπους με τις θερμίδες που χάνονται εξαιτίας της φωτοαναπνοής μόνο στις μεσοδυτικές πολιτείες των ΗΠΑ. Ανακτώντας έστω ένα μέρος μόνο από αυτές τις χαμένες θερμίδες σε όλο τον κόσμο, θα συνέβαλε σημαντικά στο να ικανοποιήσουμε τις ταχέως αυξανόμενες ανάγκες για διατροφή στον 21ο αιώνα, οι οποίες οφείλονται τόσο στην αύξηση του πληθυσμού όσο και στις ολοένα πιο πλούσιες σε θερμίδες διατροφικές συνήθειες», δήλωσε ο Ορτ.

 

Η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί το ένζυμο Ρουμπίσκο (την πιο άφθονη πρωτεΐνη στη Γη) και την ηλιακή ενέργεια για να μετατρέψει το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε σάκχαρα που τροφοδοτούν την ανάπτυξη του φυτού (και σε οξυγόνο που αναπνέουμε). Δυστυχώς η Ρουμπίσκο έχει πέσει θύμα της επιτυχίας της, καθώς έχοντας πια δημιουργήσει μια ατμόσφαιρα πλούσια σε οξυγόνο, αδυνατεί να διακρίνει ανάμεσα στο μόριο του διοξειδίου και του οξυγόνου, με συνέπεια περίπου στο 20% των περιπτώσεων να «αρπάζει» μόρια οξυγόνου αντί διοξειδίου.

 

Αυτό οδηγεί στην εισαγωγή τοξικής ουσίας στο φυτό, το οποίο μετά υποχρεώνεται να την αποβάλει, ανακυκλώνοντάς την μέσω της φωτοαναπνοής. Αν το φυτό δεν υποχρεωνόταν να κάνει συνεχώς αυτή την ανακύκλωση μέσω της φωτοαναπνοής, η φωτοσύνθεσή του θα ήταν πολύ πιο αποτελεσματική και η ανάπτυξη του φυτού μεγαλύτερη.

 

Αυτό ακριβώς πέτυχαν οι επιστήμονες, συντομεύοντας δραστικά τη διαδικασία της φωτοαναπνοής μέσα από τη δημιουργία νέων μεταβολικών «μονοπατιών» και απαλλάσσοντας το φυτό από την υποχρέωση να καταβάλει πολύτιμη ενέργεια και πόρους, οι οποίοι πλέον μπορούν να στραφούν στη φωτοσύνθεση.

 

Τα τροποποιημένα φυτά, όπως έδειξαν τα διετή πειράματα σε πραγματικές καλλιέργειες υπαίθριες και θερμοκηπίου, αναπτύσσονται ταχύτερα, γίνονται ψηλότερα και παράγουν περίπου 40% περισσότερη φυτική βιομάζα.

 

Μετά τα αρχικά πειράματα σε φυτά καπνού, έχουν ήδη αρχίσει δοκιμές με τροποποιημένα φυτά σόγιας, ρυζιού, πατάτας, ντομάτας κ.α. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι θα χρειαστεί περίπου μια δεκαετία για να «μεταφραστεί» η νέα ανακάλυψη σε νέες αποδοτικότερες γεωργικές καλλιέργειες με φυτά που θα κάνουν «τούρμπο» φωτοσύνθεση.

 

Με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ

Τech & Science

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Space X: Το νέο διαστημόπλοιο του Έλον Μασκ ανατινάχθηκε στις δοκιμές

Τech & Science Space X: Το νέο διαστημόπλοιο του Έλον Μασκ ανατινάχθηκε στις δοκιμές

21.11.2019
NASA: Αποστολή με ελληνική συμμετοχή σε υποθαλάσσιο ηφαίστειο της Σαντορίνης

Τech & Science NASA: Αποστολή με ελληνική συμμετοχή σε υποθαλάσσιο ηφαίστειο της Σαντορίνης

21.11.2019
Internet of Things: το «θαύμα» που έρχεται περιέχει μεγάλες αντιφάσεις

Τech & Science Internet of Things: το «θαύμα» που έρχεται περιέχει μεγάλες αντιφάσεις

21.11.2019
Διεθνής Αμνηστία εναντίον Google και Facebook: Συστημική απειλή για τα ανθρώπινα δικαιώματα

Τech & Science Διεθνής Αμνηστία εναντίον Google και Facebook: Συστημική απειλή για τα ανθρώπινα δικαιώματα

21.11.2019
Google: Τέλος στις στοχευμένες πολιτικές διαφημίσεις βάσει του ιστορικού αναζήτησης των ψηφοφόρων

Τech & Science Google: Τέλος στις στοχευμένες πολιτικές διαφημίσεις βάσει του ιστορικού αναζήτησης των ψηφοφόρων

21.11.2019
Κοσμική έκρηξη έσπασε το ρεκόρ της πηγής φωτός με την υψηλότερη ενέργεια στο σύμπαν

Τech & Science Κοσμική έκρηξη έσπασε το ρεκόρ της πηγής φωτός με την υψηλότερη ενέργεια στο σύμπαν

20.11.2019
Oι 14 Έλληνες πανεπιστημιακοί της λίστας επιστημόνων με τη μεγαλύτερη ερευνητική επιρροή παγκοσμίως

Τech & Science Oι 14 Έλληνες πανεπιστημιακοί της λίστας επιστημόνων με τη μεγαλύτερη ερευνητική επιρροή παγκοσμίως

20.11.2019
Facebook: Το Whale app είναι το νέο πείραμα της εταιρίας και αφορά τα memes

Τech & Science Facebook: Το Whale app είναι το νέο πείραμα της εταιρίας και αφορά τα memes

20.11.2019
Έρευνα: Η ακτινοβολία από τις αξονικές τομογραφίες συνδέεται με αυξημένο κίνδυνο καρκίνου

Τech & Science Έρευνα: Η ακτινοβολία από τις αξονικές τομογραφίες συνδέεται με αυξημένο κίνδυνο καρκίνου

19.11.2019
Το νέο feature της Google «διδάσκει» σωστή προφορά

Τech & Science Το νέο feature της Google «διδάσκει» σωστή προφορά

19.11.2019