Επιστήμονες αύξησαν την ανάπτυξη φυτών μέσω γενετικής τροποποίησης στη φωτοσύνθεση

Επιστήμονες αύξησαν την ανάπτυξη φυτών μέσω γενετικής τροποποίησης στη φωτοσύνθεση Facebook Twitter
0

Επιστήμονες αύξησαν κατά 40% την ανάπτυξη των φυτών κάνοντας «τούρμπο» τη φωτοσύνθεση τους μέσω γενετικής τροποποίησης.

Επιστήμονες στις ΗΠΑ επενέβησαν γενετικά στη φυσική διαδικασία φωτοσύνθεσης των φυτών και κατάφεραν να τη βελτιώσουν τεχνητά, με αποτέλεσμα να αυξήσουν έως κατά 40% την παραγωγικότητα των φυτών. Πρόκειται για σημαντικό επίτευγμα που μπορεί να βοηθήσει μελλοντικά στη διατροφή της ανθρωπότητας.

Τα φυτά μετατρέπουν το φως του Ήλιου σε ενέργεια μέσω της φωτοσύνθεσης, όμως παράλληλα εκτελούν τη διαδικασία της φωτοαναπνοής, η οποία αποτελεί ένα είδος αντι-φωτοσύνθεσης και περιορίζει τις δυνατότητες της φωτοσύνθεσης σε ποσοστό 20% έως 50%.

Με τη νέα βιοτεχνολογική μέθοδο, ξεπερνιούνται οι εγγενείς αδυναμίες της φυσικής φωτοσύνθεσης και μπορεί να βελτιωθεί η παραγωγικότητα σημαντικών καλλιεργειών παγκοσμίως όπως του σιταριού και του ρυζιού, χωρίς να χρειασθούν πρόσθετα λιπάσματα, φυτοφάρμακα ή νερό για άρδευση.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ιλινόις και της Υπηρεσίας Γεωργικής Έρευνας του υπουργείου Γεωργίας των ΗΠΑ, με επικεφαλής τον καθηγητή επιστήμης φυτικής παραγωγής Ντόναλντ Ορτ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Science, τροποποίησαν γενετικά τα φυτά του καπνού, ώστε η φωτοαναπνοή να μη βάζει πλέον «φρένο» στη φωτοσύνθεση, κάνοντάς τα έτσι 40% πιο παραγωγικά σε πραγματικές συνθήκες.

«Θα μπορούσαμε κάθε χρόνο να θρέψουμε έως 200 εκατομμύρια περισσότερους ανθρώπους με τις θερμίδες που χάνονται εξαιτίας της φωτοαναπνοής μόνο στις μεσοδυτικές πολιτείες των ΗΠΑ. Ανακτώντας έστω ένα μέρος μόνο από αυτές τις χαμένες θερμίδες σε όλο τον κόσμο, θα συνέβαλε σημαντικά στο να ικανοποιήσουμε τις ταχέως αυξανόμενες ανάγκες για διατροφή στον 21ο αιώνα, οι οποίες οφείλονται τόσο στην αύξηση του πληθυσμού όσο και στις ολοένα πιο πλούσιες σε θερμίδες διατροφικές συνήθειες», δήλωσε ο Ορτ.

Η φωτοσύνθεση χρησιμοποιεί το ένζυμο Ρουμπίσκο (την πιο άφθονη πρωτεΐνη στη Γη) και την ηλιακή ενέργεια για να μετατρέψει το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε σάκχαρα που τροφοδοτούν την ανάπτυξη του φυτού (και σε οξυγόνο που αναπνέουμε). Δυστυχώς η Ρουμπίσκο έχει πέσει θύμα της επιτυχίας της, καθώς έχοντας πια δημιουργήσει μια ατμόσφαιρα πλούσια σε οξυγόνο, αδυνατεί να διακρίνει ανάμεσα στο μόριο του διοξειδίου και του οξυγόνου, με συνέπεια περίπου στο 20% των περιπτώσεων να «αρπάζει» μόρια οξυγόνου αντί διοξειδίου.

Αυτό οδηγεί στην εισαγωγή τοξικής ουσίας στο φυτό, το οποίο μετά υποχρεώνεται να την αποβάλει, ανακυκλώνοντάς την μέσω της φωτοαναπνοής. Αν το φυτό δεν υποχρεωνόταν να κάνει συνεχώς αυτή την ανακύκλωση μέσω της φωτοαναπνοής, η φωτοσύνθεσή του θα ήταν πολύ πιο αποτελεσματική και η ανάπτυξη του φυτού μεγαλύτερη.

Αυτό ακριβώς πέτυχαν οι επιστήμονες, συντομεύοντας δραστικά τη διαδικασία της φωτοαναπνοής μέσα από τη δημιουργία νέων μεταβολικών «μονοπατιών» και απαλλάσσοντας το φυτό από την υποχρέωση να καταβάλει πολύτιμη ενέργεια και πόρους, οι οποίοι πλέον μπορούν να στραφούν στη φωτοσύνθεση.

Τα τροποποιημένα φυτά, όπως έδειξαν τα διετή πειράματα σε πραγματικές καλλιέργειες υπαίθριες και θερμοκηπίου, αναπτύσσονται ταχύτερα, γίνονται ψηλότερα και παράγουν περίπου 40% περισσότερη φυτική βιομάζα.

Μετά τα αρχικά πειράματα σε φυτά καπνού, έχουν ήδη αρχίσει δοκιμές με τροποποιημένα φυτά σόγιας, ρυζιού, πατάτας, ντομάτας κ.α. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι θα χρειαστεί περίπου μια δεκαετία για να «μεταφραστεί» η νέα ανακάλυψη σε νέες αποδοτικότερες γεωργικές καλλιέργειες με φυτά που θα κάνουν «τούρμπο» φωτοσύνθεση.

Με πληροφορίες από ΑΠΕ-ΜΠΕ

Τech & Science
0

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Από το Πάρκινσον μέχρι την κατάθλιψη: Νέα συσκευή υπερήχων υπόσχεται θεραπείες χωρίς χειρουργείο

Τech & Science / Από το Πάρκινσον μέχρι την κατάθλιψη: Νέα συσκευή υπερήχων υπόσχεται θεραπείες χωρίς χειρουργείο

Xρησιμοποιεί υπερηχητικούς παλμούς που κατευθύνονται με ακρίβεια σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου, προσφέροντας εναλλακτική λύση στη χειρουργική εμφύτευση ηλεκτροδίων
LIFO NEWSROOM
Το ταξίδι στο Διάστημα μπορεί να επιταχύνει τη γήρανση, σύμφωνα με μελέτη της NASA

Τech & Science / Το ταξίδι στο Διάστημα μπορεί να επιταχύνει τη γήρανση, σύμφωνα με μελέτη της NASA

Ανθρώπινα αιμοσφαίρια που στάλθηκαν στο Διάστημα άρχισαν να χάνουν την ικανότητά τους να παράγουν υγιή νέα κύτταρα, ένδειξη επιταχυνόμενης γήρανσης, σύμφωνα με τη μελέτη
LIFO NEWSROOM
Ερευνητές του Cambridge «παγώνουν» μόριο-κλειδί και δίνουν μεγάλη ελπίδα για την αντιμετώπιση του καρκίνου στον εγκέφαλο

Τech & Science / Ερευνητές του Cambridge «παγώνουν» μόριο-κλειδί και δίνουν μεγάλη ελπίδα για την αντιμετώπιση του καρκίνου στον εγκέφαλο

«Θα μπορούσε να είναι μια πραγματική ευκαιρία να επιβραδύνουμε την εξέλιξη του γλοιοβλαστώματος», υποστηρίζουν με συγκρατημένη αισιοδοξία, καθώς απαιτείται περαιτέρω δοκιμών
LIFO NEWSROOM
Αλτσχάιμερ: Εγκρίθηκε φάρμακο που χορηγείται αποκλειστικά στο σπίτι

Τech & Science / Αλτσχάιμερ: Εγκρίθηκε θεραπεία που μπορεί να χορηγηθεί στο σπίτι από τον ίδιο τον ασθενή

Η έκδοση για χρήση στο σπίτι εγκρίθηκε ως θεραπεία συντήρησης που οι ασθενείς μπορούν να χορηγούν στον εαυτό τους αφού ολοκληρώσουν τον κύκλο της ενδοφλέβιας θεραπείας
LIFO NEWSROOM
«Νέα γενιά εθισμένων»: Τι κινδύνους κρύβει το άτμισμα για τον εγκέφαλο των εφήβων

Τech & Science / «Νέα γενιά εθισμένων»: Τι κινδύνους κρύβει το άτμισμα για τον εγκέφαλο των εφήβων

Οι ειδικοί προειδοποιούν ότι τα ηλεκτρονικά τσιγάρα δημιουργούν νέους εθισμούς στη νικοτίνη και προκαλούν σοβαρούς κινδύνους για την καρδιά, τους πνεύμονες και τον εγκέφαλο των παιδιών και των εφήβων
LIFO NEWSROOM
«Είναι κάπως σαν νίκη για τη Google»: Πώς κατάφερε να γλιτώσει από το να πουλήσει το Chrome

Τech & Science / «Είναι κάπως σαν νίκη για τη Google»: Πώς κατάφερε να γλιτώσει από το να πουλήσει το Chrome

Η απόφαση αυτή θεωρείται μια από τις σημαντικότερες των τελευταίων 20 ετών - Η Google διατηρεί πάντως κάποιες «ανησυχίες» για την υποχρέωσή της να μοιράζεται δεδομένα διαδικτυακών αναζητήσεων
LIFO NEWSROOM
Το James Webb εντόπισε «γυμνή» μαύρη τρύπα από την αυγή του σύμπαντος - «Μία πραγματική ια πρόκληση για τις θεωρίες μας»

Τech & Science / Το James Webb εντόπισε «γυμνή» μαύρη τρύπα από την αυγή του σύμπαντος - «Μία πραγματική πρόκληση για τις θεωρίες μας»

Οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι ίσως ανήκει σε μία κατηγορία αντικειμένων που είχε θεωρητικά προβλέψει ο Στίβεν Χόκινγκ, αλλά που μέχρι σήμερα δεν είχε ποτέ εντοπιστεί
LIFO NEWSROOM
Τι είναι το Clanker και γιατί το χρησιμοποιούν οι χρήστες του διαδικτύου ως αντι-AI αργκό;

Τech & Science / Τι είναι το Clanker και γιατί το χρησιμοποιούν οι χρήστες του διαδικτύου ως αντι-AI αργκό;

Ο όρος διαδίδεται στα social media μεταξύ των ανθρώπων που δηλώνουν «κουρασμένοι» με την τεχνητή νοημοσύνη που «εφευρίσκει» πράγματα, ακούγεται υπερβολικά ανθρώπινη και απειλεί να εξαφανίσει θέσεις εργασίας
LIFO NEWSROOM