Znanstvenici su promijenili fotosintezu da nahrani cijeli svijet

Video: kako želimo od gladi? Svijet je poludio

Koristeći najsuvremenije računalne tehnologije i genetskog inženjeringa, znanstvenici sa Sveučilišta u Illinoisu (SAD) promijenio fotosinteze aktivnost biljaka, što će omogućiti u budućnosti skupljati mnogo veće prinose usjeva.

Znanstvenici kažu sami, u 2050. godini, kada je planet će živjeti oko 9,5 milijardi ljudi, ova tehnologija će biti od vitalnog značaja hraniti čovječanstvo.

Pročitajte više o rezultatima svojih istraživanja može se pročitati u časopisu Cell.

Profesor biljka biologije Stephen dugo (Stephen Long), jedan od kreatora novih tehnologija, smatra da je sada vrijeme za eksperimentiranje s genetski modificiranih usjeva biljaka. Njegov tim radi na izmjeni fotosinteze u suradnji sa znanstvenicima iz Instituta za računalnu biologiju u Šangaju (Kina).

„Sada znamo svaki korak u procesu fotosinteze C3-biljaka, kao što su soja, i C4-biljke kao što su kukuruz. zakačen smo neviđenu računalnih resursa za stvaranje modela svake faze fotosinteze i odrediti gdje su uska grla procesa, koji se može proširiti uz pomoć genetskog inženjeringa. Nedavni napredak u tim područjima će nam pomoći da se znatno povećati učinkovitost fotosinteze, a time i prinos od mnogih usjeva, „- profesor Long rekao.

Prema njegovim riječima, već postigla značajan uspjeh u laboratorijskim pokusima i simulacijama.

„Naši istraživači su gen iz cijanobakterija, i doveo ga u genom biljke, što je rezultiralo povećanjem učinkovitosti fotosinteze za 30%”, - kaže on.

Fotosintetski mikroorganizmi su ključ za rješavanje problema fotosinteze u biljkama. Na primjer, neke bakterije i alge sadrže pigmente za fotosintezu, koristeći širi spektar sunčevog zračenja od biljnih pigmenata. Ako tome dodamo odgovarajuće gene u stanicama biljke, proces će ići brže, to jest, solarna energija će postati dostupan za biljke.

Dugo kaže da su neki znanstvenici već se pokušava usaditi u C4 fotosinteze C3 biljaka, ali to znači veliku promjenu u anatomiji bilja, mijenjajući izraz mnogih gena i uvođenje novih gena u biljke sa C4 puta.

„Još jedan, možda i više jednostavan način - to dodatak kloroplaste C3-elemenata iz plavo-zelene alge. To može poboljšati RUBISCO aktivnost - enzim koji sudjeluje u prvoj fazi photorespiration, pomaže pretvoriti ugljični dioksid iz atmosfere u biljne biomase. Računalne simulacije pokazuju da takvi elementi mogu poboljšati fotosintezu za čak 60%, „- objašnjava znanstvenik.

Računalna analiza pokazala još jedan način da se učinkovitije fotosintezu i učiniti biljke rastu i sazrijevaju brže. Neke biljke apsorbiraju puno sunčeve energije kroz gornje lišće, ali premalo - kroz dno. Možda, to im omogućuje da tuku svoje susjede u divljini, ali profesor Long je rekao da je u gospodarstvu, kao konkurencija je kontraproduktivno. Istraživanje koje je proveo profesor Plant Biology Donald Orth (Donald Ort), su dizajnirani kako bi se gornji listovi biljke lakše više sunca napravio svoj put na niže lišće.

Na temelju tih istraživanja i rezultata njihovog računalnog analize američkih i kineskih znanstvenika će napraviti prvi model postrojenja kompjutora, koji će postati „savršena simulacija složene interakcije bioloških faktora.” Ovaj model će popuniti mnoge praznine u svojim znanjem i dopustiti da se krene naprijed, stvoriti sverhproduktivnyh usjeve.

Profesor Dugo je rekao sa žaljenjem da su sadašnji politički i pravne prepreke, uključujući i javnu odbacivanje genetski modificiranih biljaka, ometaju provedbu obećavajuće tehnologije koje bi mogle smanjiti troškove hrane i hrane za svjetsko stanovništvo raste.

„Ako sada smo uspjeli, vidjet ćemo ove biljke u poljima poljoprivrednika najmanje 15 godina. No, moramo danas položiti temelje onoga što će biti potrebno u narednih 30 godina”, - zaključio je profesor.

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan