A haszonnövények hozamának a növelése egyértelműen kiemelten fontos feladat lenne. Ennek egyik legegyszerűbb módja lehetne a fotoszintézis hatékonyságának az emelése. Ezen a területen még beláthatatlan mértékben fejlődhetünk, a növények a beérkező fotonok 1-2% -t hasznosítják jelenleg. A címből már könnyedén kitalálhattátok, hogy ma egy olyan GM-találmányt fogok bemutatni, ami a fotoszintézis hatékonyságát emelik. A meglepetés annyi, hogy nem egyet, hanem kettőt.
Az első egy már megjelent cikk, a Science legfrissebb számában közölték le. Az ötletet az a megfigyelés adta, hogy szántóföldi körülmények között a fényviszonyok gyakran változnak, ilyenkor a növényeknek időbe telik amíg a megváltozó fényviszonyokhoz igazítják a fotoszintetikus rendszerüket, ez akár a megköthető fényenergia 30% -nak az elvesztésével is járhat. Korábbi kísérletekből már ismert volt, hogy ezt a folyamatot gyorsítja a második fotokémiai rendszer S alegysége (PsbS), a violaxantin de-epoxidáz (VDE) és a zeaxantin epoxidáz (ZEP). A szerzők nem szórakoztak, mindhárom fehérjét kódoló gént bejuttatták a dohány genomba (a dohány általánosan használt növényi modellszervezet, egy csomó alapvető technikát ezen kísérleteztek ki), ezzel túltermeltették mindhárom fehérjét. Mivel laborkörülmények között biztató eredményeket kaptak, elvégezték a szabadföldi vizsgálatokat is. Nem meglepő módon a három vizsgált vonalból kettő GM-dohánynövény 20% -kal nagyobb száraz tömeget ért el, mint a vad típusú törzs (a harmadik 14% -kal termelt többet). Ez látható a második ábrán, meg egy fénykép az Illinoisi táblákról, bár lássuk be, ennek nem sok értelmét látni.
A második az Egyesült Királyságból érkezett, a Rothamsted Kutatóközpontból. Sajnos cikket még nem közöltek róla (bár elég kimerítő kérdezz-feleleket írtak hozzá), egyelőre szabadföldi kísérletekre kértek engedélyt egy új GM-búzafajtához. Maga a találmány nem különösebben bonyolult, általában minden nagy ötlet egyszerűnek tűnik utólag. Az már korábban is ismert volt, hogy a fotoszintézis egyik szűk keresztmetszete a RuBP enzim regenerálása, ezt a növényekben két enzim végzi, a szedoheptulóz-1,7-biszfoszfatáz és a fruktóz biszfoszfát aldoláz. Kézenfekvő módon a derék brit tudósok bejuttatták a búza genomba a két enzimet kódoló gént, amivel túltermeltették mindkét fehérjét. Jelenleg itt tart a dolog, mivel a cikk még nem jött ki, csak mendemondákra hagyatkozhatunk, ha a sajtóhírek igazak, laboratóriumi körülmények között ez az egyszerű trükk 15-20% -kal növelte meg a búza hozamát. Mivel ez egy teljesen más elven működő megoldás, mint az elsőként ismertetett, érdemes lenne kipróbálni, hogy a kettő vajon alkalmazható -e ugyanabban a növényben? Elméletileg semmi akadálya, hiszen mindkettő teljesen különböző ponton változtatja meg a fotoszintézis folyamatát. Így külön-külön is fantasztikus eredmény mindkettő, de igazán meggyőző lenne, ha kiderülne, hogy csak ezzel a két trükkel 35-40% -kal növelhető lenne a termésátlag.
Ez a két példa is mutatja, hogy milyen elképesztő haszna lehet a rekombináns DNS technológiának. Ha ismert folyamatokba akarunk belenyúlni, elképesztően rövid idő alatt kiváló hatékonysággal tehetjük ezt meg. Kár, hogy előre láthatóan itt Európában sohasem alkalmazzuk majd egyik megoldást sem, a rendelkezésünkre álló húsz év talán arra elég, hogy az USÁban engedélyeztesse őket, valaki, aki összeszedi az ehhez szükséges tengernyi pénzt, ugye mi inkább a teljes GMO tilalmat szeretnénk fenntartani, jelenleg ismeretlen előnyöket remélve.
Kromdijk, J., Głowacka, K., Leonelli, L., Gabilly, S. T., Iwai, M., Niyogi, K. K., & Long, S. P. (2016). Improving photosynthesis and crop productivity by accelerating recovery from photoprotection. Science, 354(6314), 857-861.
Nagyon jo! Koszonom. Az elsot en is olvastam mar, a masodik nekem is uj volt!
Ez az amire a GMO-ellenzok regen vartak. 😉 Azaza kifogasoltak a hianyat. Most megkaptak, es boritekolom, ez sem fog nekik tetszeni.
@fordulo_bogyo: Hát igen, a másodikat nem csoda, hogy nem olvastad, jóformán mendemonda, majd meglátjuk, hogy muzsikál a terepen.
A nap energia hatékonyabb szüretelése akkora kompetitív előny, hogy azt gondolná az ember, hogy biztosan szénné van már optimalizálva a folyamat.
Ha egy ennyire egyszerű beavatkozással 10-20-30% hatékonyság emelkedést lehet elérni, akkor abból indulnék ki, hogy valahol később a növény ezt nagyon megszívja. Persze a mi szemszögünkből ez lehet mellékes egy haszonnövény esetében.
@Amanitin3: Valószínűleg a magyarázat annyi, hogy a természetben nem biztos, hogy a lehető leggyorsabb fotoszintézis az előnyös. Ahhoz hogy abból valami hasznos is készüljön, kell szén, foszfor, víz, nitrogén. Gyanítom, ha csak nyakló nélkül megy a fotoszintézis, ezek előbb-utóbb elfogynak egy erdőben a növény pedig elszárad. Viszont a szántóföldön nincs ilyen problémájuk, annyi tápanyagot vesznek föl, amennyi csak beléjük fér, korlátlan nitrogénforrással rendelkeznek, ráadásul a levegőben is szaporodik a szén-dioxid. Ne felejtsük el, hogy az eredeti 180-280 ppm szén-dioxid koncentráció már fölment 400 fölé. Ne felejtsük el, hogy a legtöbb növény mindig is valamilyen ásványi anyagokban szegény táptalajon élt száz másik fajjal kompetálva, ami ilyen körülmények között nem előnyös, könnyen működhet a szántóföldön.
a mikroalga menőbb (pláne, hogy ott a szervezetek egyszerűsége miatt minimalizálni lehetne a gyors növekedésből fakadó fejlődési rendellenességeket, emellett pedig a vízbe szabadon lehet akármennyi CO2-t beleoldani, és ilyen módon lényegesen nagyobb hatékonyságot lehetne elérni)
@Adam Jensen: Nyilván, itt azért ezernyi rendszert ki lehet próbálni, én tényleg nem akarok arról találgatni, hogy melyik lenne hatékonyabb, mert úgyis csak a gyakorlatban derül ki. Ennek az lenne az előnye, hogy megvan hozzá a teljes infrastruktúra, csak a vetőmagot kell lecserélni és mehet is a termelés úgy, mint eddig, míg algafarmokkal telirakni a Hortobágyot kicsit lassabb megoldásnak tűnik.
@Sexcomb: ” algafarmokkal telirakni a Hortobágyot kicsit lassabb megoldásnak tűnik.” A sorozatgyártás mindent olcsóbbá tesz. Egy hipotetikus “Kompakt Alga Műhely” szabványkonténerben 1köbméteres, iparban használatos műanyag tartályokkal nem lenne olyan drága, de a vetőmag azért nagyságrendekkel olcsóbb. A “K.A.M.” viszont szerkezetileg olyan lenne hogy a sötétzöldeket nagyjából saját értékükön kezelve röhögnék ki az “ismeretlen mértékű kockázatok” kapcsán mindazok akiknek pl a szelektív- és veszélyeshulladék-kezelés a szakterülete.
Na jó, ezt kicsit túlbonyolítottam… “K.A.M.” sok olyan helyre telepíthető lenne ahol most nincs mezőgazdasági termelés. A “semmiből” termelt GMO-olaj jól kommunikálhatónak tűnik.