infos.ro

Modificările genetice pentru îmbunătățirea fotosintezei cresc producția de soia cu o cincime

Autor:, www.newscientist.com

Cercetătorii au reușit să facă fotosinteza mai eficientă în plantele de soia, într-o descoperire majoră care va însemna că trebuie tăiată mai puțină pădure pentru a face loc fermelor.


Mediu inconjurator


18 august 2022

Rânduri de plante de soia

Plante de soia cultivate în proces

Proiectul Haley Ahlers/RIPE

Boabele de soia care au fost modificate genetic pentru a le face mai eficient la fotosinteză au produs recolte cu peste 20% mai mari decât cele ale culturilor nemodificate în testele de câmp – și fără îngrășământ adăugat. Creșterea acestor culturi îmbunătățite va ajuta reduce defrișărileemisiile cu efect de seră și pierderea biodiversității, precum și creșterea veniturilor fermierilor din țările cu venituri mici pentru care sunt create culturi.

„Credem că va funcționa în majoritatea culturilor”, spune Stephen Long la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign. „Lucrăm la cowpea și lucrăm la orez.”

Mai multe echipe au reușit să stimuleze creșterea plantelor precum tutunul prin îmbunătățirea fotosintezei, dar aceasta este prima dată când este obținută într-o plantă alimentară în teste de câmp, spune Long.

Munca este rezultatul o colaborare globală instituită acum 10 anifinanțat în principal de Fundația Bill & Melinda Gates, care își propune să crească randamentele prin îmbunătățirea fotosintezei și să pună aceste culturi îmbunătățite la dispoziția micilor fermieri din Africa subsahariană. Sunt explorate mai multe abordări, iar combinarea lor ar trebui să producă creșteri și mai mari ale randamentului.

„Credem că am putea obține un impuls de până la 50%”, spune Long. „Dacă acest lucru s-ar putea realiza, ar fi la nivelul Revoluției Verde”. La Revoluția Verde se referă îmbunătățirile majore ale randamentului realizat în anii 1950 și 1960 datorită soiurilor de culturi îmbunătățite și alte tehnologii.

Boabele de soia modificate genetic au randamente mai mari deoarece se adaptează mai bine la schimbările de la soare la umbră și invers. Când o frunză este în plin soare, absoarbe mai multă energie luminoasă decât poate suporta mașina sa fotosintetică. Acest lucru dăunează celulelor dacă nu pornesc un mecanism cunoscut sub numele de stingere pentru a disipa excesul de energie.

Când o frunză este umbrită, totuși, stingerea trebuie oprită pentru a evita disiparea energiei care ar putea fi utilizată. Majoritatea plantelor de cultură pornesc și opresc stingerea destul de lent și, ca urmare, pierd multă energie.

Nu este sigur de ce se întâmplă acest lucru, spune Long, dar s-ar putea datora faptului că strămoșii sălbatici ai multor culturi au crescut în condiții semi-aride, cu puține plante în apropierea lor. Acum sunt crescute foarte strâns împreună și, pe măsură ce soarele se mișcă prin cer, majoritatea frunzelor au în mod continuu umbrele altor frunze care se mișcă peste ele.

Unele plante sălbatice, cum ar fi ferigi, activează sau dezactivează mult mai rapid, spune Long. Echipa sa a adăugat la boabele de soia copii suplimentare ale trei gene implicate în procesul de stingere, ceea ce duce la niveluri mai mari de proteine ​​codificate și accelerează tranzițiile, făcând fotosinteză mai eficient.

„Deși nu ne fertilizăm culturile de soia, conținutul de proteine ​​a rămas neschimbat”, spune Long. Acest lucru este important, având în vedere că soia este principala sursă vegetală de proteine la nivel global.

„Acest studiu este foarte interesant”, spune Emma Kovak la Institutul Breakthrough, un centru global de cercetare.

Agricultura este responsabilă pentru o treime din toate emisiile de gaze cu efect de seră, cu un sfert din cauza defrișarea terenului, ea spune. „Nu numai că creșterea randamentului ajută la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră, dar, prin reducerea defrișărilor, ele ajută și la conservarea biodiversității plantelor și a habitatului faunei sălbatice.”

Numai în SUA, o creștere cu 15% a randamentului culturilor de soia ar reduce emisiile de gaze cu efect de seră cu o cantitate echivalentă cu 100 de milioane de tone de dioxid de carbon, a estimat anterior Kovak.

„Este nevoie de un efort major pentru a îmbunătăți recoltele, deoarece câștigurile anuale ale randamentului pentru culturile noastre majore s-au stabilit, populația mondială crește și avem schimbări climatice”, spune Christine Raines la Universitatea din Essex din Marea Britanie, a cărei echipă este lucrând la un alt mod de a stimula fotosinteza.

„De asemenea, trebuie să creștem producția într-o manieră durabilă, de exemplu fără utilizarea azotului suplimentar, așa cum sa arătat în acest studiu actual”, spune Raines.

Majoritatea celorlalte culturi nu își pot face propriul îngrășământ cu azot așa cum pot leguminoase precum soia și cowpea și, prin urmare, ar putea avea nevoie de îngrășământ suplimentar pentru a profita de îmbunătățirile fotosintezei. Dar Fundația Gates finanțează și munca pentru a adăuga capacitatea de a fixa azotul la alte culturicare ar avea și beneficii uriașe de mediu.

Referința jurnalului: Ştiinţă, DOI: 10.1126/science.adc9831

Mai multe despre aceste subiecte:

You might also like