In het wild is het vaak elk wezen voor zichzelf - zelfs planten. Aan hun lot overgelaten, creëren de meeste wilde soorten planten alleen genoeg energie om wortels neer te zetten en bladeren en zaden te produceren. Maar mensen wilden meer.
Mensen kweken en tweaken nu al millennia lang planten, waardoor ze bestand zijn tegen insecten en ze helpen zoeter, groter fruit en groenten te laten groeien. Nu suggereert nieuw onderzoek dat we planten mogelijk nog harder kunnen laten werken, waardoor de gewasproductie in de toekomst radicaal kan worden verbeterd, meldt Justin Gillis voor The New York Times .
Crop sciences professor Stephen Long en zijn team aan de Universiteit van Illinois, Urbana-Champaign, hebben de genen voor drie eiwitten die betrokken zijn bij fotosynthese ingebracht in tabaksplanten, waardoor ze volgens de ongewijzigde planten 14 tot 20 procent meer groeiden dan de ongewijzigde planten. de studie is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Science.
Hoe werkt dit?
Wanneer plantenbladeren worden blootgesteld aan zonlicht, absorberen ze een deel van de lichtenergie om de fotosynthese te stimuleren. Maar de zon produceert meer licht dan het blad aankan. In feite raakt zoveel energie de bladeren dat het het blad kan bleken of knapperig kan worden als het niet wordt behandeld. Planten hebben dus mechanismen die in fel zonlicht worden ingeschakeld om die extra energie af te voeren als warmte, een proces dat niet-fotochemisch afschrikken (NPQ) wordt genoemd.
Het probleem is dat het een half uur kan duren voordat de NPQ wordt uitgeschakeld als wolken of andere schaduwen tijdelijk de felle zonnestralen tegenhouden. In plaats van de fotosynthese te versnellen en NPQ te verlagen, blijft de plant veel van deze energie als warmte verspillen. In de loop van een dag berekenden Long en zijn team dat het trage NPQ-proces de gewasproductiviteit met 7, 5 tot 30 procent verminderde.
Om de planten NPQ sneller te laten uitschakelen, heeft het team genen voor drie eiwitten overgedragen van een plant die bekend staat als thale-tuinkers naar de tabaksplanten - gekozen vanwege hun gemakkelijke manipulatie. Ze verbouwden de gemanipuleerde gewassen en behaalden indrukwekkende resultaten. Eén tabaksopbrengst steeg met 13, 5 procent, 19 procent in een andere en 20 procent in een derde soort tabak, meldt Gillis.
De onderzoekers geloven dat hun methoden zich zullen vertalen naar voedselgewassen met als uiteindelijk doel het verbeteren van gewasopbrengsten. Veel van hun onderzoek werd gefinancierd door de filantropische Gates Foundation, die veel projecten financiert met als doel de voedselproductie over de hele wereld te verbeteren, meldt Gillis. Er zijn plannen om het concept vervolgens te testen in voedselgewassen zoals kikkererwten, rijst en cassave, die belangrijk zijn in gebieden met voedselonzekerheid in Afrika.
"De Verenigde Naties voorspellen dat we tegen 2050 ongeveer 70 procent meer voedsel moeten produceren op het land dat we momenteel gebruiken, " zegt Long in een persbericht. “Mijn houding is dat het heel belangrijk is om deze nieuwe technologieën nu in het schap te hebben, omdat het 20 jaar kan duren voordat dergelijke uitvindingen de velden van boeren kunnen bereiken. Als we het nu niet doen, hebben we deze oplossing niet wanneer we het nodig hebben. "
Niet iedereen is volledig overtuigd van de tabaksresultaten, vooral omdat tabak een blad is en geen zaden of granen produceert. "Hoe ziet het eruit in rijst of maïs of tarwe of suikerbieten?" L. Val Giddings, een senior fellow bij de Information Technology and Innovation Foundation in Washington vraagt Gillis. “Je moet het in een handvol belangrijke gewassen krijgen voordat je kunt laten zien dat dit echt is en het een enorme impact zal hebben. We zijn er nog niet. '
Maar er zijn tekenen dat technologie de mensheid aan de rand van een tweede groene revolutie plaatst, waarin nieuwe soorten supercharged gewassen - bestand tegen droogte, zoutgehalte en slechte vruchtbaarheid - voeding en voedselzekerheid zullen bieden aan arme landen over de hele wereld.
Onlangs hebben onderzoekers de genomen genomen van de genomen van 3.000 soorten rijst, wat hen kan helpen de genen te vinden die de resistentie tegen pesticiden en een verhoogde opbrengst regelen. Onderzoekers hebben zelfs een synthetische versie van fotosynthese ontwikkeld, die hen kan helpen manieren te vinden om het proces in voedselgewassen efficiënter te maken en kan ook helpen wat koolstofdioxide uit de atmosfeer te halen.
