Oamenii de știință au modificat fotosinteza pentru a hrăni întreaga lume

Video: CUM VREM muri de foame? Lumea a înnebunit

Folosind tehnologia de calculator de ultimă oră și inginerie genetică, cercetătorii de la Universitatea din Illinois (SUA) a schimbat activitatea de fotosinteză a plantelor, ceea ce va permite, în viitor, pentru a colecta randamentul culturilor mult mai mari.

Oamenii de știință se spune, în anul 2050, când planeta va fi de viață de aproximativ 9,5 miliarde de oameni, această tehnologie va fi vital să se hrănească omenirea.

Cititi mai multe despre rezultatele cercetării lor pot fi citite in revista Cell.

Profesor de biologie vegetală Ștefan lung (Stephen lung), unul dintre creatorii noilor tehnologii, consideră că acum este momentul de a experimenta cu plante de cultură modificate genetic. Echipa sa lucrează la o modificare a fotosintezei, în colaborare cu oameni de stiinta de la Institutul de Biologie Computational din Shanghai (China).

„Acum știm fiecare pas în procesul de fotosinteză, C3-plante, cum ar fi soia, și C4-plante cum ar fi porumbul. Am prins resurse de calcul fără precedent pentru a crea un model al fiecărei etape de fotosinteză și de a determina în cazul în care blocajele procesului, care poate fi extins cu ajutorul ingineriei genetice. Descoperirile recente in aceste domenii ne va ajuta să crească în mod semnificativ eficiența fotosintezei, și cu ea randamentul multor culturi „, - a spus profesorul lung.

Potrivit lui, a realizat deja un succes considerabil în experimente de laborator și simulări pe calculator.

„Cercetătorii noștri au o gena de la un cyanobacterium, și l-au adus în gena plantei, având ca rezultat creșterea eficienței de fotosinteză cu 30%“, - spune el.

microorganisme fotosintetice sunt cheia pentru rezolvarea problemei de fotosinteza în plante. De exemplu, anumite bacterii și alge conțin pigmenți pentru fotosinteză utilizând o gamă mai largă de radiație solară decât pigmenți. Dacă vom adăuga genele corespunzătoare în celulele vegetale, procesul va merge mai repede, adică, energia solară va deveni disponibil pentru plante.

Lung spune că unii cercetători sunt deja încearcă să insufle în plante C3 C4 fotosintezei, dar aceasta înseamnă o schimbare majoră în anatomia plantelor, schimbarea expresia multor gene și introducerea de noi gene la plante cu calea C4.

„O altă modalitate, probabil, mai simplu - acest plus față de cloroplastele C3-elemente din algele albastre-verzi. Aceasta poate îmbunătăți activitatea RuBisCo - o enzimă care participă la prima etapă a photorespiration, ajută la conversia dioxidului de carbon din atmosfera in biomasa plantelor. Simulările pe calculator arată că astfel de elemente pot spori fotosinteză la fel de mult ca 60% „- explică cercetătorul.

Analiza computerizată a arătat un alt mod de a face fotosinteza mai eficientă și de a face plantele cresc și se maturizează mai repede. Unele plante absorb o cantitate mare de energie solară prin frunzele superioare, dar prea putin - prin partea de jos. Poate, le permite să bată vecinii lor in salbaticie, dar profesorul a spus că pe termen lung în fermă, astfel concurența este contraproductiv. Cercetările efectuate de profesorul de Biologie Plantelor Donald Orth (Donald Ort), au fost concepute pentru a face frunzele superioare ale plantelor mai ușor de mai multa lumina solara a croit drum spre frunzele inferioare.

Pe baza acestor studii și rezultatele analizei lor de calculator de oameni de știință americani și chinezi sunt de gând să facă primul model al plantei in silico, care va deveni „o simulare perfectă a unei interacțiuni complexe de factori biologici.“ Acest model va umple multe dintre lacunele din cunoștințele lor și să permită să avanseze, pentru a crea sverhproduktivnyh culturi.

Profesorul lung a spus cu regret că obstacolele politice și legale în vigoare, inclusiv respingerea publică a plantelor modificate genetic, să împiedice punerea în aplicare a tehnologiilor promițătoare, care ar putea reduce costul produselor alimentare și a hranei pentru animale o populație mondială în creștere.

„Dacă acum vom reuși, vom vedea aceste plante în domenii agricultorilor de cel puțin 15 ani. Dar astăzi avem nevoie pentru a pune bazele a ceea ce vor fi necesare în următorii 30 de ani“, - a conchis profesorul.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit