Sakarā ar to, ka globālās sasilšanas dēļ Zemes klimats kļūst arvien sausāks un karstāks, lauksaimniecība pārdzīvo smagas dienas. Zinātniekiem ir izdevies izstrādāt efektīvu metodiku pārtikas kultūru ģenētiskai modificēšanai, kas lauksaimniekiem palīdzēs palielināt ražu nākotnē.
Zemes planēta pamazām iesilst. Turklāt iedzīvotāju skaits tās teritorijā nepārtraukti pieaug. Globālās sasilšanas apstākļos lauksaimniekiem jāsaskaras ar diviem lieliem izaicinājumiem. Pirmkārt, kultūrām jāiztur sausāks, karstāks klimats, otrkārt, cilvēkiem ir vajadzīgi arvien vairāk dabīgu produktu. Šādiem apstākļiem nepieciešami patiešām nopietni lēmumi.
Pētnieki šonedēļ paziņoja, ka ir atraduši veidu, kā palielināt ražas produktivitāti ģenētiskā līmenī, ļaujot augam daudz efektīvāk izmantot saules enerģiju. Zinātnieki cer, ka tas palīdzēs lauksaimniekiem apmierināt arvien pieaugošo iedzīvotāju vajadzības. "Mūsu mērķis ir atbalstīt lauksaimniecību visā pasaulē," saka Krišla Njogi, viena no projektā iesaistītajām pētniecēm.
Lai palielinātu ražu, zinātniekiem vispirms bija jāpārvar augu dabiskie aizsardzības mehānismi. Kad augs saņem vairāk gaismas, nekā nepieciešams veiksmīgai fotosintēzei, tā šūnas uzsāk nefoķīmisko hlorofila fluorescences dzēšanas procesu (NPQ), kas ļauj atbrīvot lieko enerģiju siltuma veidā, lai izvairītos no pārkaršanas. Kad saule atstāj debesis un augi atkal ir ēnā, NPQ palēninās, taču tas prasa laiku, kura laikā arī fotosintēze notiek ļoti lēni. Mehānisms, ko augi ir ieguvuši evolūcijas gaitā, palīdz viņiem efektīvi tikt galā ar skarbo klimatu savvaļā, taču mūsdienu lauksaimniecībai ir maz līdzības ar savvaļas džungļiem vai savannu. Nefotoķīmiska dzēšana viņam drīzāk ir trūkums, kas samazina ražas rādītājus,galu galā, jo vairāk enerģijas, jo vairāk cukuru un derīgu mikroelementu augu augļos, un tāpēc augstāka ir to enerģētiskā vērtība un garša. Tāpēc zinātnieki nolēma mainīt NPQ un ļaut augiem absorbēt vairāk fotonu.
Augu dabiskās aizsardzības mehānisms no pārmērīgas saules enerģijas
Kad UV starojums kļūst pārāk intensīvs, augu šūnas siltuma veidā sāk izdalīt lieko enerģiju, tādējādi izvairoties no pārkaršanas. Problēma ir tā, ka, kamēr darbojas aizsardzības sistēma, fotosintēze notiek ļoti lēni.
Rezultātā vairāku institūtu pētnieku grupa atrada veidu, kā parastajos tabakas augos (latīņu valodā Nicotiana tabacum) saīsināt ar NPQ saistītos gēnus, lai tie daudz ātrāk palēninātu dzēšanas procesu periodā, kad augs atrodas ēnā. Šīs izmaiņas izraisīja 3 olbaltumvielu ražošanas palielināšanos, kas paātrina fotosintēzes atjaunošanos pēc dzēšanas. Pateicoties tam, fotosintēzes efektivitāte tika palielināta par 15%.
Reklāmas video:
Vai tas nozīmē, ka tagad mēs iegūsim par 15% vairāk tabakas ražas? Nē. Pēc Nyoggia domām, izvēle krita uz tabaku tikai tāpēc, ka to ir viegli audzēt laboratorijā un to audzē tikpat aktīvi kā pārtikas kultūras. Pašreizējais eksperiments būtībā ir tikai pierādījums tam, ka zinātnieku tehnika darbojas. Tā kā komanda nodarbojas ar gēniem un olbaltumvielām, kas atrodas visos augos, ģenētiskās uzlabošanas paņēmienu var piemērot arī citām kultūrām. Tātad, ja tos veiksmīgi pārbaudīs, nākotnē jauno metodi varētu izmantot visā pasaulē, kas ievērojami palielinās ražu un palīdzēs augiem tikt galā ar karstumu un sausumu.