Генетически модифицированная соя, способная более эффективно поглощать свет, дала на 25 % больше урожая, что может стать значительным вкладом в решение проблемы нехватки продовольствия в мире.
Соевое поле
© carlfbagge/Flickr
«Этот результат действительно актуален прямо сейчас. Каждый десятый человек на планете голодает. Это самый большой кризис в области здравоохранения на планете», — говорит директор исследовательского проекта профессор Стивен Лонг (Stephen Long) из Иллинойского университета в Урбана-Шампейн.
Профессор Лонг начал исследовать возможности улучшения фотосинтеза — процесса преобразования солнечного света в химическую энергию — более 25 лет назад. Сейчас работа Лонга и его коллег нацелена на гены, участвующие в процессе, который растения используют для защиты от слишком яркого солнечного света. Поглощение растением избыточного света, который они не могут переработать в процессе фотосинтеза, может привести к обесцвечиванию листьев. Чтобы избежать этого, у растений есть защитный механизм, называемый нефотохимическим гашением, который рассеивает избыточную энергию света в форме тепла.
К сожалению, переход от рассеивания световой энергии к ее использованию для фотосинтеза происходит не так быстро, как меняется уровень освещенности. При появлении избыточного света нефотохимическое гашение включается мгновенно, подобно тому, как зрачок человеческого глаза мгновенно сужается на ярком свете. Обратный же процесс занимает до получаса, и всё это время растение продолжает рассеивать энергию, которую оно могло бы использовать.
Ученые модифицировали три гена, которые позволили сое стать более чувствительной к условиям низкой освещенности. Модифицированные растения продемонстрировали повышение урожайности в среднем на 25 % в пяти крупных испытаниях, при этом одно испытание показало повышение урожайности даже на 33 %. Для сравнения, традиционная селекция сои, по словам Лонга, приводит к повышению урожайности примерно на 1 % в год.
Несмотря на увеличение количества соевых бобов на растении, содержание белка и масла в семенах не изменилось. Это подтверждает, что повышение эффективности фотосинтеза подходит на роль необходимой стратегии устойчивого повышения урожайности для поддержки глобальной продовольственной безопасности в будущем. Работа финансируется Фондом Билла и Мелинды Гейтс и грантом Министерства иностранных дел Великобритании с условием, что технология будет бесплатно предоставлена фермерам в развивающихся странах Африки к югу от Сахары и Южной Азии. Она также может иметь коммерческое применение в других странах, но действующие законы запрещают выращивание ГМ-культур в коммерческих целях в Великобритании и ЕС.
Ранее аналогичные эксперименты были поставлены Лонгом и его коллегами над табаком. Уже запланированы испытания аналогичным образом модифицированных риса, пшеницы и маниоки.
Статья опубликована в журнале Science
Источник: polit.ru
