Генетична модифікація збільшила врожайність на 40%
Біологи з Університету Іллінойсу виявили природний недолік в процесі фотосинтезу, усунення якого дозволило підвищити врожайність сільськогосподарських культур на 40% в порівнянні з тими ж видами в дикій природі. Дослідники вважають, що відкриття дозволить нагодувати ще 200 млн осіб по всьому світу, не збільшуючи площу посівів, пише ScienceAlert.
Щорічно знижена ефективність фотосинтезу призводить до скорочення врожайності по всьому світу. При нормальних показниках поля виробляли б набагато більше продукції - на одному тільки середньому заході США вони змогли б додатково прогодувати майже 200 млн чоловік.
Зростанню перешкоджає фотодихання - виділення вуглекислого газу і поглинання кисню через особливості роботи ферменту РуБісКО, який в 20% помилково визначає кисень за вуглекислий газ. Такі помилки в рослині сприяють накопиченню токсинів, таких як гліколят і аміак, а культурам доводиться витрачати свою життєву енергію, щоб позбутися від них.
В результаті цього збою ефективність фотосинтезу знижується і рослина виробляє менше врожаю особливо в умовах теплого клімату. Так, з-за цього феномена потенціал зростання пшениці і рису скорочується на 20-50%.
«Фотодихання - це антифотосинтез. Процес позбавляє рослину енергії і ресурсів, необхідних для посиленого зростання», - пояснює автор дослідження, молекулярний біолог Пол Саус.
Група дослідників з Іллінойського університету в Урбані-Шампейн (США) знайшла спосіб відновити баланс і підвищити врожайність. Експериментальну технологію вони випробували на тютюні. За допомогою генетичної модифікації вони трансформували ДНК рослини, доповнивши її генами гарбуза і одноклітинних морських водоростей. У тепличних умовах ГМО-тютюн почав виробляти на 25% більше врожаю.
Біологи припустили, що ефективність підвищиться ще більше в польових умовах. Як повідомляє MIT Technology Review, раніше ніхто не проводив подібні випробування поза лабораторного середовища.
В результаті на відкритому повітрі обсяг врожаю зріс на 20%, а в деяких випадках сягав рекордних 40%. Висота куща збільшилася, а разом з нею зросла і маса листя. Результати дослідження опубліковані в журналі Science.
Тютюн часто використовують при проведенні біологічних експериментів, однак в їжу ця рослина не вживається. Вчені планують випробувати технологію на прикладі інших видів. Найближчим часом вони застосують методику для підвищення врожайності сої, квасолі, картоплі, томатів і баклажанів.
Біологи сподіваються, що в майбутньому до результатів їх розробок отримають доступ дрібні фермерські господарства в Африці і Південно-Східної Азії. Надавати технологію генетичної модифікації вчені планують безкоштовно.
Ми могли б годувати на 200 млн осіб більше щороку, виключивши процес фотодихання. Відновлення навіть частини цих калорій у всьому світі буде мати велике значення для задоволення швидко зростаючого попиту на продукти харчування - сказав один із дослідників Дональд Орт.
Фінансує проект, що отримав назву RIPE, група інвесторів на чолі з Фондом Білла і Мелінди Гейтс, які підтримують інноваційні фермерські технології. На даному етапі вони виділили на нього $80 млн.
Також читайте: