5p
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!

Előfizetőink máshol nem olvasott, higgadt hangvételű, tárgyilagos és
magas szakmai színvonalú tartalomhoz jutnak hozzá havonta már 1490 forintért.
Korlátlan hozzáférést adunk az Mfor.hu és a Privátbankár.hu tartalmaihoz is, a Klub csomag pedig a hirdetés nélküli olvasási lehetőséget is tartalmazza.
Mi nap mint nap bizonyítani fogunk! Legyen Ön is előfizetőnk!

Agrár Eltűnt az infláció, ezért nullára csökkentették az alapkamatot a svájciak
Privátbankár.hu | 2025. június 19. 10:54
A svájci központi bank (SNB) az elemzői várakozásoknak megfelelően nulla szintre csökkentette az alapkamatot csütörtöki döntésével.
Agrár Rendkívül fertőző, ragályos kór jelent meg Romániában
Privátbankár.hu | 2025. június 19. 06:06
Első ízben mutatták ki a juhhimlőt (variola ovina) Romániában, a hatóságok meghozták a fertőzés elterjedésének megelőzését célzó intézkedéseket – közölte a román állategészségügyi és élelmiszerbiztonsági hatóság (ANSVSA).
Agrár Senki sem tudja utánozni a Porschét?
Privátbankár.hu | 2025. június 13. 13:54
A luxusmárka tovább vezeti a listát.
Agrár Rossz hírek: drágul a tojás és a baromfihús is
Szirmai S. Péter | 2025. június 11. 19:05
A tavaszi madárinfluenza-járvány után tovább szárnyal a tojás és a baromfihús. A ketreces tartásból származó tojás (csomagolóhelyi ára) egy év alatt több mint a negyedével, a mélyalmos tojás a felével drágult. A csirkemell feldolgozói értékesítési ára is az infláció többszörösével, a pulykacomb egyharmadával, a mellfilé ennél is többel nőtt.
Agrár Mindenkit kirúgott az oltásellenes Robert F. Kennedy Jr.
Privátbankár.hu | 2025. június 10. 16:51
Kirúgta az az oltásokkal kapcsolatos kormányzati tájékoztatásért felelős bizottság minden tagját Robert F. Kennedy Jr. egészségügyi miniszter. A tárcavezető összeférhetetlenséget fedezett fel, szerinte ezek vezethettek a vakcinákkal kapcsolatos bizonytalanságokhoz. A lépést azzal támasztotta alá, hogy a testületből többen részesültek finanszírozásból a gyógyszeripari cégektől.
Agrár Szijjártó Péter reagált a magyar Zelenszkij-interjúra
Privátbankár.hu | 2025. június 10. 15:44
A magyar külgazdasági és külügyminiszter szerint az ukrán elnök abban érdekelt, hogy bábkormány legyen Magyarországon, amely elküldi a magyarok pénzét Ukrajnába.
Agrár A brit kormányfő elismételte az Izraelnek szóló brit-francia-kanadai fenyegetést
Privátbankár.hu | 2025. június 6. 09:03
Az Egyesült Királyság miniszterelnöke mintha az Egyesült Államok vezetésének helyére lépve próbálná lefogni az elszabadult izraeli kormány pörölyként csapkodó kezét.
Agrár Itthon terjeszkedik tovább a hazai agrármulti
Privátbankár.hu | 2025. június 5. 19:51
Az UBM Csoport felvásárolja a Royal Agrifirm Group magyar leányvállalatát.
Agrár Eltűnik a banán a boltokból
Szirmai S. Péter | 2025. június 5. 15:01
Klímaválság fenyegeti a világ legnépszerűbb gyümölcsét, a negyedik legfontosabb élelmiszernövényét: a banánt, amely 2080-ra eltűnhet Latin-Amerikából és a Karib-térségből a formálódó éghajlati katasztrófával.
Agrár Zuhanórepülésben a szuperélelmiszer
Szirmai S. Péter | 2025. június 4. 15:55
Kínát, Indiát leszámítva egyre apad a világ burgonyatermelése, de a hazai is. Ettől még gyorsabban drágul a krumpli: tovább csökkentve a fogyasztást és a termelést. A kihívásokkal egyre nehezebben birkóznak meg a termelők.
hírlevél
Ingatlantájoló
Együttműködő partnerünk: 4iG