|
|
|
Генетически модифицированные соевые бобы, предназначенные для более эффективного поглощения света, дали на 25% больше урожая, что может значительно увеличить мировые запасы продовольствия.
Полевые испытания — первая успешная демонстрация того, что генную инженерию можно использовать для прямого воздействия на процесс фотосинтеза пищевых культур. Наблюдаемые улучшения почти беспрецедентны для такого рода вмешательства, и для их достижения с помощью селекции потребуются десятилетия.
Прогресс связан с тем, что в последнем отчете ООН о продовольственной безопасности говорится, что почти 10% населения мира голодало в прошлом году, по сравнению с 8% в 2019 году, и прогнозируется, что климатический кризис приведет к более суровым условиям выращивания сельскохозяйственных культур.
«Этот результат действительно актуален прямо сейчас. Каждый десятый человек на планете голодает. Это самый большой кризис в области здравоохранения на планете», — сказал директор исследовательского проекта профессор Стивен Лонг из Иллинойского университета в Урбана-Шампейн.
Лонг начал исследовать возможности улучшения фотосинтеза — процесса преобразования солнечного света в химическую энергию — более 25 лет назад.
Последняя работа нацелена на гены, участвующие в процессе, который растения используют для защиты от яркого солнечного света, который может обесцветить листья, если растения поглощают больше энергии, чем они могут использовать для роста. Чтобы избежать этого, у растений есть защитный механизм, называемый нефотохимическим гашением (NPQ), который избавляется от избыточной энергии с помощью тепла.
При ярком солнечном свете гашение срабатывает почти мгновенно, как сужение человеческого глаза. Но для того, чтобы процесс снова отключился, требуется до получаса, а это означает, что если облако проходит над головой, растения бесполезно отвлекают энергию, которую они могли бы использовать для роста.
|
|
|
Селекционер соевых бобов потратил бы всю свою карьеру, пытаясь добиться такого увеличения урожайности.
Ученые модифицировали три гена, которые позволили растению сои стать более чувствительным к условиям низкой освещенности. Модифицированные соевые бобы продемонстрировали повышение урожайности в среднем на 25% в пяти крупных испытаниях, при этом одно испытание показало повышение урожайности на 33%. Для сравнения, селекционное разведение соевых бобов — одной из наиболее интенсивно выращиваемых культур на планете — приводило к повышению урожайности примерно на 1% в год, сказал Лонг.
«После многих лет испытаний и невзгод очень приятно видеть такой впечатляющий результат для команды», — добавил он.
Профессор Джонатан Джонс из Sainsbury Laboratory, научно-исследовательского института растений в Норфолке, охарактеризовал результаты как «очень впечатляющие». «Я поражен тем, насколько хорошо это работает с точки зрения фактической доходности», — сказал Джонс, не участвовавший в исследовании. «Селекционер соевых бобов потратил бы всю свою карьеру, пытаясь добиться такого увеличения урожайности».
Команда ранее продемонстрировала эту концепцию на растениях табака, но критики задались вопросом, приведет ли увеличение роста листьев, наблюдаемое у табака, к увеличению урожая семян или бобов в пищевой культуре. Команда надеется, что последняя работа, опубликованная в журнале Science, рассеет сохраняющийся скептицизм. «Соевые бобы — настоящий прорыв», — сказал Лонг.
Это также предполагает, что этот подход может иметь более широкое применение, и запланированы испытания для риса, пшеницы и маниоки.
Работа финансируется Фондом Билла и Мелинды Гейтс и грантом Министерства иностранных дел Великобритании с условием финансирования, что технология будет предоставлена бесплатно фермерам в развивающихся странах Африки к югу от Сахары и Южной Азии. Он также может иметь коммерческое применение в других странах, хотя действующие законы запрещают выращивание ГМ- культур в коммерческих целях в Великобритании и ЕС.
Джонс предсказал, что крупные сельскохозяйственные компании захотят лицензировать эту технологию. «И почему бы нет? Это хорошо», — сказал он. «Можно надеяться, что Гейтс может взимать с этого огромные гонорары, которые можно будет направить на исследования в области продовольственной безопасности».
|
|
|
