Vanwege het feit dat als gevolg van de opwarming van de aarde het klimaat op aarde droger en heter wordt, maakt de landbouw moeilijke dagen door. Wetenschappers zijn erin geslaagd een effectieve methodologie te ontwikkelen voor de genetische modificatie van voedselgewassen, waarmee boeren in de toekomst hun opbrengsten kunnen verhogen.
Planeet Aarde warmt geleidelijk op. Bovendien groeit de bevolking op zijn grondgebied gestaag. In het licht van de opwarming van de aarde staan boeren voor twee grote uitdagingen. Ten eerste moeten gewassen bestand zijn tegen drogere, warmere klimaten, en ten tweede hebben mensen steeds meer natuurlijke producten nodig. Dergelijke omstandigheden vereisen echt serieuze beslissingen.
Onderzoekers maakten deze week bekend dat ze een manier hebben gevonden om de gewasproductiviteit op genetisch niveau te verhogen, waardoor de plant veel efficiënter met zonne-energie kan omgaan. Wetenschappers hopen dat dit boeren zal helpen om in de behoeften van een steeds groeiende bevolking te voorzien. "Ons doel is om de landbouw over de hele wereld te ondersteunen", zegt Krishla Nyogi, een van de onderzoekers die bij het project betrokken is.
Om de opbrengsten te verhogen, moesten wetenschappers eerst de natuurlijke afweermechanismen van planten overwinnen. Wanneer een plant meer licht ontvangt dan nodig is voor een succesvolle fotosynthese, starten de cellen het proces van niet-fotochemische chlorofylfluorescentie-uitdoving (NPQ), waardoor ze overtollige energie in de vorm van warmte kunnen afgeven om oververhitting te voorkomen. Als de zon uit de lucht komt en de planten weer in de schaduw staan, vertraagt NPQ, maar het kost tijd, waarbij de fotosynthese ook erg traag is. Het mechanisme dat planten in de loop van de evolutie hebben verworven, helpt hen effectief het hoofd te bieden aan de barre klimaten in het wild, maar de moderne landbouw lijkt weinig op de wilde jungle of savanne. Voor hem is niet-fotochemisch blussen eerder een nadeel dat de opbrengstindicatoren verlaagt,Immers, hoe meer energie, hoe meer suikers en nuttige micro-elementen er in de vruchten van planten zitten, en dus hoe hoger hun energiewaarde en smaak. Daarom besloten wetenschappers om NPQ te veranderen en planten meer fotonen te laten absorberen.
Het mechanisme van natuurlijke gewasbescherming tegen overtollige zonne-energie
Wanneer de UV-straling te intens wordt, beginnen plantencellen overtollige energie af te geven in de vorm van warmte, waardoor oververhitting wordt voorkomen. Het probleem is dat zolang het afweersysteem aanwezig is, de fotosynthese erg traag is.
Als gevolg hiervan vond een team van onderzoekers van verschillende instituten een manier om de genen die geassocieerd zijn met NPQ in gewone tabaksplanten (Latijnse Nicotiana tabacum) te tweaken, zodat ze het uitdovingsproces veel sneller vertragen tijdens de periode dat de plant in de schaduw staat. Deze veranderingen leidden tot een verhoging van de productie van 3 eiwitten, die het herstel van fotosynthese na uitdoving versnellen. Hierdoor werd de efficiëntie van fotosynthese met 15% verhoogd.
Promotie video:
Betekent dit dat we nu 15% meer tabaksoogst zullen krijgen? Nee. Volgens Nyoggia viel de keuze alleen op tabak omdat het gemakkelijk te kweken is in het laboratorium en het net zo actief wordt verbouwd als voedselgewassen. Het huidige experiment is in wezen slechts het bewijs dat de techniek van de wetenschappers werkt. Omdat het team te maken heeft met genen en eiwitten die in alle planten voorkomen, kan de genetische verbeteringstechniek ook op andere gewassen worden toegepast. Dus als ze met succes worden getest, zou de nieuwe methode in de toekomst over de hele wereld kunnen worden gebruikt, wat de opbrengsten aanzienlijk zal verhogen en planten zal helpen om te gaan met hitte en droogte.