O 15 proc. większe plony dzięki usprawnionej fotosyntezie w cieniu

Autor: www.naukawpolsce.pap.pl 18 listopada 2016 14:07

O 15 proc. większe plony dzięki usprawnionej fotosyntezie w cieniu Zmodyfikowane genetycznie przez naukowców rośliny są aż o 15 proc. większe. / fot. shutterstock.com

Badacze - w tym uczona z Polski - rzucili światło na to, jak usprawnić przebieg fotosyntezy, kiedy roślinę zaczyna skrywać cień. Zmodyfikowane genetycznie przez naukowców rośliny są aż o 15 proc. większe. Wyniki ich badań mogą pomóc w walce z głodem na świecie.

W 2050 r. liczba mieszkańców Ziemi wynosić będzie ponad 9 mld. Z szacunków Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa (FAO) sprzed kilku lat wynika, że aby dla wszystkich starczyło jedzenia, trzeba będzie zwiększyć produkcję żywności aż o 60 proc. (w relacji do zbiorów z lat 2005-2007 r.). Bardzo trudno będzie to osiągnąć po prostu zwiększając obszary rolne. Naukowcy szukają więc sposobów, by z takiej samej powierzchni uzyskiwać większe plony.

Światełkiem nadziei są badania, które trafiły na okładkę najnowszego tygodnika "Science". Pierwszą autorką badań - obok Johannesa Kromdijka - jest dr hab. Katarzyna Głowacka, związana z Instytutem Genetyki Roślin PAN w Poznaniu. Naukowcy swoje badania przeprowadzali na Uniwersytecie w Illinois (USA).

Biolodzy odkryli, jak - za pomocą modyfikacji genetycznej - usprawnić przebieg fotosyntezy. Dzięki temu rośliny mogą szybciej "reagować" na korzystne warunki świetlne i wykorzystywać więcej energii słonecznej. A to z kolei sprawia, że rosną szybciej i są większe aż o 15 proc. w stosunku do roślin kontrolnych.

Na razie badania przeprowadzono na roślinie modelowej - tytoniu, ale badacze nie wątpią, że podobny efekt można będzie obserwować u innych roślin. Na przeprowadzenie takich badań potrzeba jednak czasu.

Ludzie chronią się przed nadmiarem słońca np. zakładając okulary słoneczne. Roślinom też przeszkadza, kiedy światło jest zbyt intensywne - może ono niszczyć ich tkanki. Dlatego w ich liściach obecne są związki chemiczne, dzięki którym nadmiar energii zamieniany jest na ciepło. Tzw. mechanizm NPQ (niefotosyntetyczne gaszenie wzbudzenia) to - w wielkim uproszczeniu - ich odpowiednik naszych okularów słonecznych.

Żeby jednak założyć swoje "ciemne okulary" - czyli uruchomić całą tą chemiczną maszynerię broniącą przed nadmiarem światła - potrzeba roślinie co najmniej kilku minut. Wyhamowanie całego tego procesu też nie jest szybkie - niekiedy zajmuje całą godzinę. A przez ten czas sporo się może zdarzyć.

- Światło w ciągu dnia nie jest stałe - mówi w rozmowie z PAP dr Głowacka. - A to pojawią się chmury, a to zawieje wiatr i zmieni położenie liścia, a to zmieni się kąt padania słońca i liść skryje się w cieniu" - wymienia.

My wiemy, że w cieniu lub w ciemnościach okulary przeciwsłoneczne są tylko przeszkodą. Tak samo roślina - kiedy jest w cieniu, niepotrzebnie przerabia energię słońca na ciepło. To czyste marnotrawstwo! Przecież w tym czasie mogłaby wykorzystywać światło do fotosyntezy. A dzięki temu szybciej rosnąć.

- Okazuje się, że przez ten zbyt powolny mechanizm NPQ roślina traci ze słońca w sumie kilka godzin dziennie - opowiada dr Głowacka.

Wspólnie z zespołem badaczka pokazała, że za pomocą zwiększenia ekspresji genów odpowiedzialnych za proces NPQ można sprawić, że roślina będzie miała "większy refleks" i szybciej będzie reagowała na zmiany oświetlenia.

- Sprawdziliśmy to w osobnych doświadczeniach: na polu - w warunkach niekontrolowanych, oraz w szklarni - w warunkach częściowo kontrolowanych. W obu typach doświadczeń uzyskaliśmy podobny wynik: zmodyfikowane rośliny były o 15 proc. większe. I mówimy tu zarówno o korzeniach, o pędach, jak i o liściach - opisuje badaczka.

WIĘCEJ NA TEMAT

Z INNEJ SKRZYNKI

BĄDŹ NA BIEŻĄCO

NEWSLETTER

ZNAJDŹ NAS NA GOOGLE+

POLECAMY CZASOPISMA

WYSZUKIWARKI

Drodzy Użytkownicy!

W związku z odwiedzaniem naszych serwisów internetowych przetwarzamy Twój adres IP, pliki cookies i podobne dane nt. aktywności lub urządzeń użytkownika. Jeżeli dane te pozwalają zidentyfikować Twoją tożsamość, wówczas będą traktowane jako dane osobowe zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2016/679 (RODO).

Administratora tych danych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz w Polityce Prywatności pod tym linkiem.

Jeżeli korzystasz także z innych usług dostępnych za pośrednictwem naszych serwisów, przetwarzamy też Twoje dane osobowe podane przy zakładaniu konta, rejestracji na eventy, zamawianiu prenumeraty, newslettera, alertów oraz usług online (w tym Strefy Premium, raportów, rankingów lub licencji na przedruki).

Administratorów tych danych osobowych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz również w Polityce Prywatności pod tym linkiem. Dane zbierane na potrzeby różnych usług mogą być przetwarzane w różnych celach, na różnych podstawach oraz przez różnych administratorów danych.

Pamiętaj, że w związku z przetwarzaniem danych osobowych przysługuje Ci szereg gwarancji i praw, a przede wszystkim prawo do sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych. Prawa te będą przez nas bezwzględnie przestrzegane. Jeżeli więc nie zgadzasz się z naszą oceną niezbędności przetwarzania Twoich danych lub masz inne zastrzeżenia w tym zakresie, koniecznie zgłoś sprzeciw lub prześlij nam swoje zastrzeżenia pod adres odo@ptwp.pl.

Zarząd PTWP-ONLINE Sp. z o.o.