Tulenevalt asjaolust, et globaalse soojenemise tõttu muutub Maa kliima üha kuivemaks ja kuumemaks, on põllumajandusel rasked päevad. Teadlastel on õnnestunud välja töötada toidukultuuride geneetilise muundamise tõhus metoodika, mis aitab põllumajandustootjatel tulevikus saaki suurendada.
Maa planeet soojeneb järk-järgult. Lisaks kasvab tema territooriumil elanikkond pidevalt. Globaalse soojenemise tingimustes seisavad põllumajandustootjad silmitsi kahe suure väljakutsega. Esiteks peavad põllukultuurid vastu pidama kuivemale ja kuumemale kliimale ning teiseks vajavad inimesed üha rohkem looduslikke tooteid. Sellised olud nõuavad tõeliselt tõsiseid otsuseid.
Teadlased teatasid sel nädalal, et on leidnud viisi, kuidas suurendada põllukultuuride tootlikkust geneetilisel tasemel, võimaldades taimel päikeseenergiat palju tõhusamalt kasutada. Teadlased loodavad, et see aitab põllumeestel rahuldada pidevalt kasvava elanikkonna vajadusi. "Meie eesmärk on toetada põllumajandust kogu maailmas," ütleb üks projekti kaasatud teadlasi Krishla Nyogi.
Saagikuse suurendamiseks pidid teadlased kõigepealt ületama taimede looduslikud kaitsemehhanismid. Kui taim saab rohkem valgust, kui on vajalik edukaks fotosünteesiks, algatavad tema rakud mittefotokeemilise klorofülli fluorestsentskustutamise (NPQ), mis võimaldab neil ülekuumenemise vältimiseks eraldada liigset energiat kuumuse kujul. Kui päike taevast lahkub ja taimed taas varjus on, aeglustub NPQ, kuid see võtab aega, mille jooksul fotosüntees on samuti väga aeglane. Mehhanism, mille taimed on evolutsiooni käigus omandanud, aitab neil looduses karmis kliimas tõhusalt toime tulla, kuid tänapäevane põllumajandus ei sarnane metsiku džungli või savanniga vähe. Tema jaoks on mittefotokeemiline kustutamine pigem puuduseks, mis alandab saagikusnäitajaid,Lõppude lõpuks, mida rohkem energiat, seda rohkem suhkruid ja kasulikke mikroelemente taimede viljades ning seetõttu on nende energia väärtus ja maitse suurem. Seetõttu otsustasid teadlased muuta NPQ ja lasta taimedel imada rohkem footoneid.
Loodusliku taimekaitse mehhanism liigse päikeseenergia eest
Kui UV-kiirgus muutub liiga intensiivseks, hakkavad taimerakud eraldama liigset energiat soojuse kujul, vältides seega ülekuumenemist. Probleem on selles, et kuigi kaitsesüsteem on paigas, on fotosüntees väga aeglane.
Selle tulemusena leidis mitme instituudi teadlaste meeskond viisi, kuidas tavalistes tubakataimedes (ladina keeles Nicotiana tabacum) NPQ-ga seotud geene näpistada, et need aeglustaksid karastusprotsessi palju kiiremini ajal, mil taim on varjus. Need muutused tõid kaasa 3 valgu tootmise kasvu, mis kiirendab fotosünteesi taastumist pärast karastamist. Tänu sellele suurendati fotosünteesi efektiivsust 15%.
Reklaamvideo:
Kas see tähendab, et nüüd saame tubakasaaki 15% rohkem? Ei Nyoggia sõnul langes valik tubakale vaid seetõttu, et seda on laboris lihtne kasvatada ja seda kasvatatakse sama aktiivselt kui toidukultuure. Praegune eksperiment on sisuliselt lihtsalt tõestus teadlaste tehnika toimimisest. Kuna meeskond tegeleb kõigis taimedes leiduvate geenide ja valkudega, saab geneetilise täiustamise tehnikat rakendada ka teiste põllukultuuride puhul. Seega, kui neid edukalt testida, võiks tulevikus uut meetodit kasutada kogu maailmas, mis suurendab oluliselt saaki ja aitab taimedel kuumuse ja põuaga toime tulla.
