211service.com
Turbolader fotosyntese for å fôre verden
To nede, en igjen. Forskere har fullført det andre av tre hovedtrinn som er nødvendig for å sette turbo på fotosyntesen i avlinger som hvete og ris, noe som kan øke utbyttet med rundt 36 til 60 prosent for mange planter. Fordi den er mer effektiv, kan den nye fotosyntesemetoden også redusere mengden gjødsel og vann som trengs for å dyrke mat.
Denne tobakksplanten bruker gener hentet fra bakterier for fotosyntese.
Forskere ved Cornell University og Rothamsted Research i Storbritannia har vellykket transplantert gener fra en type bakterier – kalt cyanobakterier – til tobakksplanter, som ofte brukes i forskning. Genene lar planten produsere et mer effektivt enzym for å omdanne karbondioksid fra atmosfæren til sukker og andre karbohydrater. Resultatene publiseres i dag i tidsskriftet Natur .
Forskere har lenge visst at noen planter er mye mer effektive til å omdanne karbondioksid til sukker enn andre planter. Disse raskt voksende plantene - kalt C4-planter - inkluderer mais og mange typer ugress. Men 75 prosent av verdens avlinger (kjent som C3-planter) bruker en langsommere og mindre effektiv form for fotosyntese. Forskere har i lang tid forsøkt å endre noen C3-planter – inkludert hvete, ris og poteter – til C4-planter. Tilnærmingen har fått et løft i det siste av nye høypresisjons genredigeringsteknologier som brukes på C4 Rice Project (se Hvorfor vi trenger genmodifisert mat).
Cornell og Rothamsted-forskerne tok en enklere tilnærming. I stedet for å forsøke å konvertere en C3-plante til en C4-plante ved å endre dens anatomi og legge til nye celletyper og strukturer, modifiserte forskerne komponenter i eksisterende celler. Hvis du kan ha en enklere mekanisme som ikke krever anatomiske endringer, er det ganske bra, sier Daniel Voytas , direktør for Center for Genome Engineering ved University of Minnesota.
I stedet for å etterligne C4-planter, lånte forskerne en tredelt fotosyntesemekanisme fra cyanobakterier. Først danner proteiner et spesielt rom i en plantecelle som konsentrerer CO2; for det andre inneholder kammeret et raskt enzym for å omdanne den CO2; og for det tredje bruker cellene spesielle pumper i membranene sine for å føre CO2 inn i cellene.
Tidligere i år konstruerte forskerne celler for å danne de spesielle CO2-rommene. Den nye forskningen tar seg av den andre delen - det raske enzymet. De samarbeider med andre forskere om den tredje delen, pumpene. Til syvende og sist må forskerne sette alle tre delene sammen i de samme plantene.
Maureen Hansen , professor i molekylærbiologi og genetikk ved Cornell, sier at fremskrittene ikke vil bli sett i kommersielt dyrkede matvekster på minst fem eller ti år.
Å gjøre det vil ikke være en enkel sak å transplantere ett eller to gener. Det vil kreve å overføre 10 til 15 gener, og sørge for at genene er stabile, sier Dean Price , professor i medisin, biologi og miljø ved Australian National University. Price var ikke involvert i den nåværende forskningen. Først da kan omfattende felttesting starte, sammen med reguleringsprosessen for genmodifiserte avlinger.
Tilnærmingen vil sannsynligvis være begrenset til å begynne med til noen få planter som forskere er spesielt flinke til å genmodifisere, for eksempel poteter, tomater, aubergine og paprika. Men, sier Price, det er genetiske løsninger som raskt kan gjøre det mulig i et bredere spekter av avlinger.