Lapunk Minőségi Újságírás díjat kapott 2020. júliusában
A fotoszintézis évmilliárdokkal ezelőtt indult be a bolygón, és az élet egyik alapfolyamatává vált - a légköri körülmények azonban sokat változtak azóta. Amerikai tudósok most génmódosítással sokat javítottak a kapcsolódó folyamatok hatékonyabbá tételén - biztosan kell hozzá egy évtized, de a kutatás olyan mezőgazdasági forradalomhoz vezethet, ami rengeteget javíthat a növekvő népesség élelmezésén. A dohánynövénynél 40 százalékos fejlődést értek el, most a burgonya következik, aztán a többi élelmiszernövény - azt ígérik, a felfedezésen nem fognak nyerészkedni.
Don Ort, Paul South és Amanda Cavanagh, a kutatásban részt vevő tudósok. Fotó: Claire Benjamin/RIPE Project

Fontos áttörést értek el amerikai kutatók a fotoszintézis hatékonyabbá tételével - azt állítják, ez a felfedezés vezet majd a következő mezőgazdasági forradalomhoz. Az Illinois-i Egyetem és az Egyesült Államok Mezőgazdasági Kutatási Szolgálata géntechnológiával javított a folyamaton, amelynek célja a szerves anyag létrehozása a napenergia segítségével.

A kísérlethez dohánynövényt használtak - ennek ugyanis már jól ismerik a genetikai felépítését. A génmódosított dohánynövények 40 százalékkal jobb termést eredményeztek valós (tehát nem laboratóriumi) körülmények között, mint a változtatás nélküli, eredeti egyedek - derül ki a Science magazinban publikált eredményekből, amelyeket a Financial Times szemlézett. A kísérlet eredményeinek összegzését követően idén a technológiát kipróbálják a krumplin is - ez a növény közeli rokona a dohánynak. Később olyan, rendkívül fontos élelmiszernövényeket vonnak be, mint a szója, a rizs és más gabonafélék.

Mi baj van a fotoszintézissel, hogy javítani kell rajta?

A fotoszintézis hatékonyságát egy másik, a növényekben végbemenő energiaigényes folyamat rontja: a fotorespiráció, más néven fénylégzés. Az amerikai kutatók a fotorespiráció energiaigényét tudták csökkenteni a közben végbemenő természetes biokémiai folyamatok átalakításával - így a megspórolt kalóriák is a növény növekedését szolgálhatják.

A fénylégzés (fotorespiráció) a fotoszintetizáló növényi sejtekben nagy melegben, erős megvilágítás hatására lezajló folyamat. Segítségével a növény a párologtatás visszafogása érdekében bezárt gázcserenyílások és a megkötés miatt lecsökkent szöveti szén-dioxid-koncentráció mellett is képes megvédeni sejtjeit a napsugárzás okozta károsodástól. A folyamat során szén-dioxid-kötés helyett oxidáció zajlik le, amely levezeti a beérkező felesleges napenergiát - írja a Növénytan című e-tankönyv.  A fotorespiráció hátránya, hogy csökkenti a szerves anyag mennyiségét.

A természet persze nem hülye, hogy egy olyan alapvető folyamatot, mint a fotoszintézist hibásan "fejlesszen ki", amely hibát aztán csak az ember tudna kijavítani - a körülmények azonban nagyon sokat változtak. A cikk azt írja: a fotoszintézis folyamatában kulcstényező a Rubisco néven ismert enzim (ribulóz-1,5-bifoszfát karboxiláz/oxigenáz, ha így többet mond), ami - leegyszerűsítve - lehetővé teszi, hogy a sejtek szénhidrátokat állítsanak elő széndioxidból víz és napfény jelenlétében. A Rubisco a földtörténet korai időszakában alakult ki az egyszerű, fotoszintetizáló organizmusokban - amikor az oxigénszint még nagyon alacsony volt a légkörben. A mostani légköri viszonyok (magasabb oxigénszint) mellett viszont hibásan működik az enzim, a működési idő 20 százalékában oxigénmolekulát köt meg szén-dioxid helyett - ennek a folyamatnak az eredményeként jön létre a növény számára káros végtermék, amelytől csak az energiaigényes fotorespriráció tudja megszabadítani.

A kutatók most drasztikusan leegyszerűsítették azt a hosszú és rendkívül komplex biokémiai folyamatot, amely alapesetben a fotorespiráció során végbemegy - így a növénynek több energiája marad arra, hogy gyökeret, szárat, levelet és magokat növesszen.

A kutatók által készített grafikán a piros autó a módosítás nélküli növényeket szimbolizálja, ami az eredeti, energiaigényes biokémiai folyamatok segítségével végzi a fotorespirációt. A kék a genetikailag módosított növény, amely "energiatakarékosan" éri el ugyanazt, akár 40 százalékkal is növelve a terméshozamot.

A különbséget az alábbi fotókkal szemléltetik: bal oldalon a módosított, jobb oldalon a nem módosított növények, a középső csúszka húzogatásával hasonlíthatjuk össze őket:

Százmilliók juthatnak majd élelemhez

A kutatásban részt vevő egyetem professzora, Donald Ort szerint a fotorespiráció miatt az Egyesült Államok középnyugati területein egy év alatt elveszett kalóriamennyiség elegendő lenne 200 millió ember élelmezéséhez. Ha ennek a kalóriamennyiségnek csak egy részét is sikerülne világszerte "megtartani", az óriási előrelépést jelentene a 21. században rendkívül gyorsan növekvő élelmiszer-igény kielégítésében.

Paul South, a kísérleti projekt vezetője elmondta: rendkívül izgatottak, mivel a kísérlet során jóval több szerves anyag keletkezett, mint amire számítottak. A termésátlag világszerte kevesebb mint 2 százalékkal növekszik évente - ez nem elegendő ahhoz, hogy biztosítsa a növekvő globális népesség élelmiszer-ellátását a következő évtizedekben. A most kifejlesztett technológia élelmiszernövényekben történő alkalmazása és a szükséges engedélyek beszerzése jó eséllyel egy évtizednél is több időt vesz majd igénybe. Bár a mezőgazdasági biotechnológia eredményei természetesen üzleti profittal is kecsegtetnek, a Ripe program alapítói elkötelezettek aziránt, hogy a program keretében elért eredményekből a kistermelők, különösen a szubszaharai és délkelet-ázsiai területeken élők ingyenesen részesedhessenek.

A Bill & Melinda Gates Alapítvány, az amerikai Alapítvány az Élelmiszerügyi és Mezőgazdasági Kutatásokért és az amerikai Nemzetközi Fejlesztési Minisztérium 58 millió dollárt fektetett be egy 5 éves programba, amelyet a Ripe (Realising Increased Photosynthetic Efficiency, azaz a fotoszintézis hatékonyságának növelése) névre kereszteltek - a program keretében végezték a mostani kutatást is.

LEGYEN ÖN IS ELŐFIZETŐNK!

Szerkesztőségünkben mindig azon dolgozunk, hogy higgadt hangvételű, tárgyilagos és magas szakmai színvonalú írásokat nyújtsunk Olvasóink számára. Sok éves tapasztalattal a hátunk mögött elérkezettnek láttuk az időt arra, hogy szintet lépjünk és egy olyan lehetőséget kínáljunk Önöknek, amelynek segítségével egyes témakörök elismert szakértőinek - így többek között Bod Péter Ákos, Pogátsa Zoltán, László Csaba, Prinz Dániel vagy Szakonyi Péter - véleményeihez, mélyelemzéseihez, neves újságírók által készített egyedi tartalmakhoz jutnak hozzá. Ennek formája egy ELŐFIZETÉS, mely egyszerre nyújt korlátlan hozzáférést az Mfor.hu és a Privátbankár.hu tartalmaihoz, a Klub csomag pedig egyebek között klubtagságot, webinárumokon való részvételt, a Piac és Profit magazin teljes tartalmához hozzáférést és hirdetés nélküli olvasási lehetőséget is tartalmaz.

Előfizetőink naponta 4-6 unikális, máshol nem olvasott, minőségi tartalomhoz jutnak hozzá az első hónapban 390 forintért.

Cikkeink túlnyomó többsége azonban továbbra is szabadon olvasható marad.


Mi nap mint nap bizonyítani fogunk! Legyen Ön is előfizetőnk!

Jól jönne 1,5 millió forint?

A Bank360.hu és a Privátbankár kalkulátora alapján az alábbi induló törlesztőkre számíthatsz januárban, ha 1,5 millió forintra van szükséged 60 hónapra: a Raiffeisen Bank személyi kölcsöne 30 379 forintos törlesztőrészlettel lehet a tiéd. Az Ersténél 32 831 forint, a Cetelemnél pedig 33 102 forint a törlesztőrészlet. Más kölcsönt keresel? Ezzel a kalkulátorral összehasonlíthatod a bankok ajánlatait!

Agrár Súlyosbodik az élelmiszerválság az arab világban
Káncz Csaba | 2021. április 13. 14:44
Mik a főbb okai az arab államokban tapasztalható egyre súlyosabb élelmiszer-bizonytalanságnak?  A klímaváltozás és a környezeti leromlás is kihatnak az emelkedő élelmiszerárakra és a konfliktusok növekvő számára. Káncz Csaba jegyzete.  
Agrár Azt javasolják a kormánynak, kezdjenek oltani a stadionokban - regisztráció nélkül
MTI | 2021. április 10. 15:56
Ellenzéki pártok és a főpolgármester is azt javasolja a kormánynak, hogy törölje el a koronavírus elleni oltásokra szóló regisztrációt a lakosság minél gyorsabb és szélesebb körű beoltása érdekében.
Agrár Nagyot ment tavaly a takarmányexport
MTI | 2021. április 3. 13:05
Az élelmiszeripari melléktermékek, elkészített állati takarmányok árucsoport érte el - a gabonák után - a második legnagyobb exportárbevételt és külkereskedelmi aktívumot a 24 élelmiszeripari árucsoport közül 2020-ban - olvasható az Agrárközgazdasági Intézet (AKI) jelentésében.
Agrár Bige László állítja: terhelő dokumentumai is vannak
Privátbankár.hu | 2021. március 30. 08:29
Interjút adott a Partizánnak Bige László, házi őrizetben lévő milliárdos, akit 112 milliárd forintos vagyonával a 10. leggazdagabb magyarnak tartottak 2020-ban. Ebben utalt rá, hogy terhelő információi is vannak.
Agrár Rekordösszegű kárenyhítő juttatást kapnak a gazdák
MTI | 2021. március 26. 13:36
A Magyar Államkincstár március 26-án megkezdi a 2020-as kárenyhítési évre benyújtott kérelmek után a kárenyhítő juttatások kifizetését, így az érintett termelők már jövő hétfőn megkapják a részükre jóváhagyott összeget - nyilatkozta Nagy István agrárminiszter pénteken.
Agrár Százmilliós földvagyont halmoztak fel a legnagyobb földbirtokos képviselők Magyarországon
Mester Nándor | 2021. március 22. 05:34
Megint jó évet zártak a parlamentben ülő kisbirtokosok. A kormánypárti veteránok közül néhányan 100 hektár fölé tornászták szántóik méretét és egyikük sem szeretne túladni ezeken, mint ahogy valószínűleg megművelni sem. Hasonló szándékai vannak az ellenzékieknek is. Egy most nyilvánosságra került szakanyag szerint az értéknövekedés évek óta tart, csak egy kicsit lassabb lett az elmúlt években. Kényelmesebb bérbeadni a földeket, elég jó árat lehet felszámítani. 
Agrár Összeütközött két járvány, közel 6 százalékkal csökkent tavaly a húsiparunk teljesítménye
MTI | 2021. március 18. 14:43
A madárinfluenza a és a koronavírus hatásai húzták le együtt az ágazatot.
Agrár Földrengésszerű változást hozhat a földpiacon az osztatlan közös tulajdon felszámolása
Mester Nándor | 2021. március 15. 18:55
Évtizedek óta nem tapasztalt erős kilengésekre számíthatunk a hazai földpiacon a nem régen életbe lépett új törvény hatására – véli több szakember is. Az egyik cég szerint a koronavírus járvány nyomán újabb kényszereladások is lehetnek, akár tömegesen is.  
Agrár Hirtelen mindenki vásárolni indult – járvány idején ez tényleg jó ötlet
Privátbankár.hu | 2021. március 6. 15:34
Számos áruházat és bevásárlóközpontot megrohamoztak az emberek, és a kéthetes boltzár előtt még szeretnének néhány dolgot beszerezni. A dolog egyrészt érthető, ám ha a járványügyi oldalát nézzük a kérdésnek, akkor aligha lehet racionálisnak nevezni a vásárlók döntését.
Agrár Száz napnak elégnek kell lennie az új oltóanyagok kifejlesztésére
MTI | 2021. február 19. 06:53
Gyors csapásmérésre alkalmassá gyúrná a globális járványügyi intézményrendszert Boris Johnson brit kormányfő.
hírlevél
depositphotos