Di dalam hutan, seringkali setiap makhluk untuk dirinya sendiri-bahkan tumbuh-tumbuhan. Kiri pada peranti mereka sendiri, spesies tumbuhan yang paling liar hanya menghasilkan tenaga yang cukup untuk meletakkan akar dan menghasilkan daun dan biji. Tetapi manusia mahukan lebih banyak.
Orang-orang kini telah membiak dan menaikkan tumbuh-tumbuhan selama beribu-ribu tahun-menjadikan mereka tahan sengit dan membantu mereka tumbuh lebih manis, buah-buahan dan sayuran yang lebih besar. Kini, penyelidikan baru menunjukkan bahawa kita boleh mendapatkan tumbuh-tumbuhan untuk bekerja lebih keras, secara radikal meningkatkan pengeluaran tanaman pada masa akan datang, melaporkan Justin Gillis untuk The New York Times .
Profesor Tanaman Tanaman Stephen Long dan pasukannya di University of Illinois, Urbana-Champaign, memasukkan gen untuk tiga protein yang terlibat dalam fotosintesis ke dalam tumbuhan tembakau, yang menyebabkan mereka bertambah 14 hingga 20 peratus lebih banyak daripada tumbuhan yang tidak diubah, menurut kajian yang diterbitkan baru-baru ini dalam jurnal Science.
Bagaimana ianya berfungsi?
Apabila daun tumbuhan terdedah kepada cahaya matahari, mereka menyerap beberapa tenaga cahaya untuk memacu fotosintesis. Tetapi matahari menghasilkan lebih banyak cahaya daripada daun boleh mengendalikan. Sebenarnya, tenaga yang begitu banyak menyentuh daun yang boleh memerah atau merebus daun jika tidak ditangani. Oleh itu, tumbuh-tumbuhan mempunyai mekanisme yang menghidupkan cahaya matahari yang cerah untuk menghilangkan tenaga tambahan sebagai haba, suatu proses yang dipanggil pelindapkejutan fotokimia (NPQ).
Masalahnya adalah, ia boleh mengambil masa setengah jam untuk NPQ untuk mematikan jika awan atau bayang-bayang lain buat sementara waktu untuk memastikan sinaran cahaya matahari. Daripada mengatasi fotosintesis dan menurunkan NPQ, kilang terus membazirkan banyak tenaga ini sebagai haba. Sepanjang hari, Long dan pasukannya mengira bahawa proses NPQ yang perlahan mengurangkan produktiviti tanaman sebanyak 7.5 hingga 30 peratus.
Untuk membuat tumbuhan mematikan NPQ dengan lebih cepat, pasukan itu memindahkan gen untuk tiga protein dari tumbuhan yang dikenali sebagai cress thales ke tumbuhan tembakau-dipilih untuk memudahkan manipulasi mereka. Mereka menanam tanaman yang dimanipulasi dan mendapat hasil yang mengagumkan. Satu ketegangan hasil tembakau meningkat 13.5 peratus, 19 peratus di lain dan 20 peratus dalam pelbagai tembakau ketiga, laporan Gillis.
Para penyelidik percaya bahawa kaedah mereka akan diterjemahkan kepada tanaman makanan dengan matlamat akhirnya untuk meningkatkan hasil tanaman. Banyak penyelidikan mereka dibiayai oleh Yayasan Gates dermawan, yang membiayai banyak projek dengan matlamat meningkatkan pengeluaran makanan di seluruh dunia, laporan Gillis. Terdapat rancangan untuk menguji konsep konsep tanaman makanan seperti cowpeas, beras dan ubi kayu, yang penting dalam kawasan makanan tidak selamat di Afrika.
"Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu meramalkan bahawa pada tahun 2050 kita perlu menghasilkan kira-kira 70 peratus lebih makanan di tanah yang sedang kita gunakan, " kata Long dalam kenyataan akhbar. "Sikap saya adalah sangat penting untuk memiliki teknologi baru ini di rak sekarang kerana boleh mengambil masa 20 tahun sebelum penemuan ini dapat mencapai medan petani. Jika kita tidak melakukannya sekarang, kita tidak akan mendapat penyelesaian ini apabila kita memerlukannya. "
Tidak semua orang benar-benar yakin dengan hasil tembakau, terutamanya kerana tembakau adalah daun dan tidak menghasilkan benih atau biji-bijian. "Bagaimana ia kelihatan dalam padi atau jagung atau bit gandum atau gula?" L. Val Giddings, seorang rakan senior di Yayasan Teknologi Maklumat dan Inovasi di Washington meminta Gillis. "Anda perlu mendapatkan beberapa tanaman penting sebelum anda dapat menunjukkan ini adalah benar dan ia akan mempunyai kesan yang besar. Kami belum ada. "
Tetapi ada tanda-tanda bahawa teknologi meletakkan kemanusiaan di pinggir Revolusi Hijau Kedua, di mana jenis baru tanaman supercharged-mampu menahan kemarau, kemasinan dan kesuburan yang kurang-akan membawa pemakanan dan keselamatan makanan kepada negara-negara miskin di seluruh dunia.
Baru-baru ini, penyelidik menyusun genom 3, 000 jenis beras, yang boleh membantu mereka mencari gen yang mengawal rintangan racun perosak dan peningkatan hasil. Penyelidik juga telah membangun versi sintetik fotosintesis, yang boleh membantu mereka memikirkan cara untuk membuat proses lebih berkesan dalam tanaman makanan dan juga boleh membantu mengambil beberapa karbon dioksida daripada atmosfera.
