Hőhullámok idején 30%-os növekedést mutat a génmódosított burgonya

Az Illinois Egyetem kutatói olyan burgonyát fejlesztettek ki, amely ellenállóbb a globális felmelegedéssel szemben, és 30%-os növekedést mutat a gumótömegben hőhullámok idején. Ez arra utal, hogy a fotoszintézis javítása segíthet klímaálló növények előállításában, ígéretes megoldást kínálva a globális felmelegedés kihívásaira.

Élelmiszer-biztonság és ellenállóképesség

A burgonya ellenállóképességének javítása nagyobb élelmiszer-biztonságot nyújthat azoknak a családoknak, amelyek erre az alapvető növényre támaszkodnak, különösen azokon a területeken, ahol az éghajlatváltozás hatásai már érezhetők. Ezeken a helyeken a változékony időjárás miatt gyakoriak a terméskiesések.

Katherine Meacham-Hensold kifejtette: „Olyan növényeket kell kifejlesztenünk, amelyek képesek elviselni a gyakoribb és intenzívebb hőhullámokat, ha eleget akarunk tenni az élelmiszer iránti növekvő igénynek azokon a területeken, amelyek leginkább ki vannak téve az éghajlatváltozás okozta terméscsökkenés kockázatának.”

A génmódosított burgonyanövényeket egy üvegházban nevelték, ahol magas hőmérsékletnek tették ki, mielőtt a szabadföldbe ültették volna őket.

Új technológia: fotorespirációs megkerülés

A kutatók fotorespirációs megkerüléssel módosították a burgonyát. A fotorespiráció során a rubisco enzim oxigénnel reagál szén-dioxid helyett, ami jelentősen nő magas hőmérsékleten, és akár 40%-kal is csökkentheti a terméshozamot olyan növényeknél, mint a szója, a rizs vagy a zöldségek.

A fotorespiráció során a növények jelentős energiát fordítanak a mérgező glikolát feldolgozására, ahelyett, hogy ezt az energiát a növekedésre használnák. „A célunk az volt, hogy csökkentsük az elvesztegetett energiát azáltal, hogy megkerüljük a növény eredeti fotorespirációs útvonalát” – mondta Meacham-Hensold.

Korábban a RIPE kutatói két gént – a glikolát-dehidrogenázt és a malátszintázt – adtak hozzá a modellnövényekhez, hogy javítsák a fotoszintézis hatékonyságát. Ezek a módosítások csökkentették a glikolát feldolgozásához szükséges energiát, és ez nagyobb növekedést eredményezett. A kutatók remélték, hogy ez a siker átültethető az élelmiszernövényekbe is, és az eredmények felülmúlták a várakozásokat.

Táplálkozási minőség

A Global Change Biology folyóiratban megjelent tanulmány kimutatta, hogy a módosított burgonyák 95°F (35°C) feletti hőmérsékleten is jól teljesítettek, és egy 2022. nyári, 4 napos, 100°F (38°C) hőhullám alatt is tovább növekedtek, míg a kontrollburgonyák a hőstressz jeleit mutatták, és növekedésük korlátozott volt.

„A tanulmány egy másik kulcsfontosságú eredménye az volt, hogy a fotoszintézis genetikai módosítása, amely ezt a terméshozam-növekedést eredményezte, nem befolyásolta a burgonya táplálkozási minőségét” – mondta Don Ort. „Az élelmiszer-biztonság nem csupán a megtermelhető kalóriák mennyiségéről szól, hanem figyelembe kell vennünk az élelmiszer minőségét is.”

További terepkísérletekre lesz szükség különböző környezetekben az eredmények megerősítéséhez. A burgonyával elért siker reményt ad arra, hogy hasonló fejlesztések más gumós növények, például a manióka esetében is elérhetők, ezek alapvető élelmiszerek a Szaharától délre fekvő Afrikában. A régió különösen ki van téve az éghajlatváltozás hatásainak, ezért nagy hasznát veheti az ellenállóbb növényeknek.

(Forrás: futurefarming.com)