Επιστήμονες αύξησαν την ανάπτυξη φυτών μέσω γενετικής τροποποίησης στη φωτοσύνθεση

Επιστήμονες αύξησαν την ανάπτυξη φυτών μέσω γενετικής τροποποίησης στη φωτοσύνθεση Facebook Twitter
0

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
0

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Ο Ουρανός, ο παγωμένος πλανήτης - γίγας μπορεί να έχει παρεξηγηθεί επί σχεδόν 40 χρόνια

Τech & Science / Ο Ουρανός, ο παγωμένος πλανήτης - γίγας μπορεί να έχει παρεξηγηθεί επί σχεδόν 40 χρόνια

Ένα σπάνιο γεγονός ηλιακού ανέμου λάμβανε χώρα όταν το Voyager 2 της NASA πέρασε από εκεί το 1986, σύμφωνα με μια μελέτη, το οποίο επηρέασε αυτό που πιστεύαμε για τον αινιγματικό πλανήτη.
LIFO NEWSROOM
Μυστηριώδεις κρατήρες εξερράγησαν στον πάγο της Σιβηρίας

Τech & Science / Οι επιστήμονες έλυσαν τον γρίφο με τους μυστηριώδεις κρατήρες στο παγωμένο έδαφος της Σιβηρίας

Οι κρατήρες έχουν γοητεύσει αλλά και προβληματίσει τους επιστήμονες, οι οποίοι έχουν περάσει χρόνια προσπαθώντας να διαλευκάνουν την ύπαρξή τους - Τώρα έχουν εξήγηση
LIFO NEWSROOM
Η Τεχνητή Νοημοσύνη εξοπλίζει ρομπότ-σκύλους για να «κυβερνήσει» τον πραγματικό κόσμο

Τech & Science / Η Τεχνητή Νοημοσύνη εξοπλίζει ρομπότ-σκύλους για να «κυβερνήσει» τον πραγματικό κόσμο

Η ανάλυση δεδομένων από αισθητήρες, κάμερες και άλλες συσκευές βοηθά τα ρομπότ να αντιλαμβάνονται αντικείμενα, να κατανοούν το έδαφος και να αναγνωρίζουν εμπόδια, παρέχοντας τη δυνατότητα να επιχειρούν σε απρόβλεπτα περιβάλλοντα
LIFO NEWSROOM
Μελέτη: Ακόμα και μόνο πέντε λεπτά άσκησης βοηθούν στον έλεγχο της αρτηριακής πίεσης

Τech & Science / Μελέτη: Ακόμα και μόνο πέντε λεπτά άσκησης βοηθούν στον έλεγχο της αρτηριακής πίεσης

Οι επιστήμονες θεωρούν ότι το αποτέλεσμα της μελέτης θα λειτουργήσει και σε ψυχολογικό επίπεδο, ώστε η άσκηση να μπει στην καθημερινότητα ακόμα περισσότερων ανθρώπων
LIFO NEWSROOM
Τα πρόωρα νεογνά έχουν χαμηλότερο μορφωτικό επίπεδο και εισόδημα ως ενήλικες, δείχνει έρευνα

Τech & Science / Τα πρόωρα νεογνά έχουν χαμηλότερο μορφωτικό επίπεδο και εισόδημα ως ενήλικες, δείχνει έρευνα

Οι πρόωρες γεννήσεις και οι συναφείς γνωστικές, αναπτυξιακές και σωματικές επιπτώσεις της προωρότητας στην υγεία συνδέονται με χαμηλότερο εισόδημα από την απασχόληση, περιορισμένη εγγραφή σε πανεπιστήμια και χαμηλότερο μορφωτικό επίπεδο μέχρι την ηλικία των 28 ετών
LIFO NEWSROOM