У зв'язку з тим, що через глобальне потепління клімат Землі стає все більш сухим і спекотним, сільське господарство переживає не найкращі дні. Вченим вдалося розробити дієву методику генетичної модифікації продовольчих культур, яка в майбутньому допоможе фермерам збільшити показники врожайності.
Планета Земля поступово нагрівається. Крім того, чисельність населення на її території неухильно зростає. В умовах глобального потепління фермери стикаються з двома великими проблемами. По-перше, посіви повинні витримувати більш сухі, гарячі кліматичні умови, а по-друге людям потрібно все більше і більше натуральних продуктів. Подібні обставини вимагають по-справжньому серйозних рішень.
Цього тижня дослідники оголосили про те, що знайшли спосіб підвищити продуктивність врожаю на генетичному рівні, дозволяючи рослині набагато ефективніше використовувати сонячну енергію. Вчені сподіваються, що це допоможе фермерам задовольнити потреби населення, яке постійно зростає. «Наша мета полягає в тому, щоб надати підтримку сільському господарству в усьому світі», каже Кришла Ньоджі, один з дослідників, які беруть участь у проекті.
Для підвищення врожайності, вчені для початку повинні були подолати природні захисні механізми рослин. Коли рослина отримує більше світла, ніж необхідно для успішного фотосинтезу, її клітини ініціюють процес нефотохімічного гасіння флуоресценції хлорофілу (NPQ), який дозволяє їм виділяти надлишок енергії у вигляді тепла, щоб уникнути перегріву. Коли сонце йде з небосхилу і рослини знову опиняються в тіні, NPQ сповільнюється, але це займає час, протягом якого фотосинтез теж йде дуже повільно. Механізм, який рослини отримали протягом еволюції, допомагає їм ефективно справляти з важкими кліматичними умовами в дикій природі, але сучасне сільське господарство мало схоже на дикі джунглі або савани. Для нього нефотохімічне гасіння швидше недолік, який знижує показники врожайності, адже чим більше енергії, тим більше в плодах рослин цукрів і корисних мікроелементів, а значить тим вище їх енергетична цінність і смакові якості. Тому вчені вирішили змінити NPQ і дозволити рослинам поглинати більше фотонів.
Коли УФ-випромінювання стає занадто інтенсивним, клітини рослин починають виділяти надлишки енергії у вигляді тепла, уникаючи таким чином перегріву. Проблема в тому, що поки система захисту діє, фотосинтез йде вельми повільно.
У результаті команда дослідників з декількох інститутів знайшла спосіб підправити гени, пов'язані з NPQ в рослинах Тютюну звичайного (лат. Nicotiana tabacum), таким чином, щоб вони уповільнювали процес гасіння набагато швидше в період, коли рослина знаходиться в тіні. Ці зміни призвели до збільшення продукції 3 білків, які якраз і прискорюють відновлення фотосинтезу після гасіння. Завдяки цьому, ефективність фотосинтезу була підвищена на 15%.
Чи означає це, що тепер ми будемо отримувати на 15% більше врожаю тютюну? Ні. За словами Ньоджі, вибір на тютюн припав лише тому, що його легко культивувати в лабораторних умовах і він вирощується так само активно, як і продовольчі культури. Поточний експеримент по суті лише доказ того, що методика вчених працює. Оскільки команда має справу з генами і білками, які є у всіх рослин, методику генетичного поліпшення можна застосовувати і до інших сільськогосподарських культур. Так що, якщо випробування на них пройдуть успішно, в майбутньому новий метод може бути використаний у всьому світі, що значно збільшить показники врожайності і допоможе рослинам справлятися зі спекою і посухою.