Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci z University of Illinois v Urbana-Champaign přišli na způsob, jak mohou rostliny výrazně zrychlit tvorbu zelené hmoty. Zatím to zvládá GMO tabák.
Výsledek je poměrně překvapivý, protože by se dalo předpokládat, že efektivita fotosyntézy už byla odladěna selekcí, a nelze tedy jen tak jednoduše zvyšovat. Přitom ale stačilo upravit hladiny tří proteinů, které se na fotosyntéze podílejí, a ve dvou liniích tabáku se produkce živé hmoty zvedla o 20 %, v jedné o 14 %. Tabák byl použit proto, že v tomto případě se genetické modifikace provádějí obzvlášť snadno. Zatím není jisté, zda to podobně bude fungovat i u potravinářských plodin, ale podle autorů výzkumu (Stephen Long, Katarzyna Głowacka a Johannes Kromdijk) není důvod k opaku.
Princip metody je následující. Jsou-li rostliny vystaveny přímému slunečnímu svitu, absorbují více energie, než dokáží uložit. List by to spálilo, proto zde existuje mechanismus (nonphotochemical quenching, NPQ), jak tuto nadbytečnou energii rozptylovat a zbavovat se jí v podobě tepla. Problém je v tom, že ve chvíli, kdy se zamračí, trvá mechanismu NPQ až půl hodiny, než se vypne. V tomto čase se tedy zase energie části světla rozptyluje bez zpracování, přitom už ale by se dala zpracovat všechna. Počítačové modelování ukazuje, že ztráta energie se tak (v průměru na celý den) může pohybovat mezi 7-30 %.
S tím, že po zvýšení hladin tří proteinů (které už v tabáku i potravinářských plodinách jsou přítomny tak jako tak) by se mohlo zrychlit i zastavení NPQ, přišel původně Krishna Niyog z University of California v Berkeley. Za tímto účelem byly nyní do tabáku vloženy tři geny z huseníčku (Arabidopsis tahiala, modelový organismus genetiků). To, jak konkrétně pak probíhá fotosyntéza, se sledovalo pomocí fluorescenčního značení.
Stejně tak ke zrychlení fotosyntézy došlo i v případě vyšší koncentrace oxidu uhličitého, což se testovalo u pšenice, rýže a sóji.
Odhaduje se, že do roku 2050 by se produktivita zemědělství (za předpokladu, že obděláváno bude stejné množství půdy jako dnes) měla zvýšit o 70 %, aby uživila rostoucí populaci.
Studie byla publikována v časopisu Science. Výzkum sponzorovala nadace Billa a Melindy Gatesových s tím, že různé licence a patenty takto vyvinutých technologií by neměly blokovat jejich použití ani v chudých zemích.
Zdroj: Phys.org
