S-a descoperit gena care triplează creșterea plantelor și le crește producțiile
Violina Gorcinschi -
Descoperire revoluționară în agricultură. Oamenii de știință americani au descoperit gena Booster – o genă care stimulează fotosinteza și face ca plantele să crească de trei ori mai mult în condiții controlate, pe o suprafață de doar 30% din teren. Această descoperire poate revoluționa agricultura, prin randamente uimitoare și sectorul energetic, prin producția de bioenergie fără resurse suplimentare, care ar putea schimba mult economia.
O echipă de cercetători din două centre dedicate bioenergiei, finanțate de Departamentul pentru Energie al SUA – Centrul pentru Inovare în Bioenergie (CBI) al Laboratorului Național Oak Ridge și Centrul pentru Inovare Avansată în Bioenergie și Bioproduse (CABBI) de la Universitatea Illinois Urbana-Champaign – a identificat o genă la plopi care amplifică considerabil procesul de fotosinteză. Gena, denumită Booster, poate crește înălțimea arborilor cu aproximativ 30% în condiții de câmp și cu până la 200% în medii de seră.
Pe lângă stimularea creșterii plopilor, gena Booster a determinat și o creștere a biomasei la Arabidopsis (crețișoară), sugerând că ar putea spori randamentul altor culturi dacă este aplicată pe scară largă.
Descoperire revoluționară în agricultură cu ajutorul plopilor
Booster a fost depistată în specia Populus trichocarpa (plop negru), un arbore nativ din Baja California până în nordul Canadei, folosit ca materie primă promițătoare pentru producția de biocombustibili și bioproduse.
Aceasta este o genă chimeră care are secvențe din trei gene distincte și care a fost păstrată aproape neschimbată de-a lungul evoluției. Gena este un element cheie în fotosinteză – procesul prin care plantele transformă lumina solară, dioxidul de carbon și apa în glucoză, baza pentru producția de celuloză, amidon și alte macromolecule utilizate în alimente și combustibili.
Genele precum Booster au origini complexe care stau la baza unor schimbări evolutive, ajutând plantele să se adapteze mediilor noi. Analizele au arătat că această genă conține ADN provenind din:
- o bacterie asociată cu rădăcinile plopului;
- o furnică cultivatoare de ciuperci ce infectează plopii;
- subunitatea mare a proteinei Rubisco, esențială pentru fotosinteză.
Rubisco, o proteină localizată în cloroplastele plantelor, este cunoscută pentru rolul său de „captator de carbon” din atmosferă, contribuind semnificativ la creșterea plantelor.
Citește și: Inovație în agricultură: Erbicidarea cu ulei vegetal încălzit, fără substanțe chimice
Gena Booster – creșterea randamentelor și un salt în bioenergie
Când oamenii de știință au modificat plopii pentru a intensifica efectele genei Booster, au obținut o creștere impresionantă a conținutului de Rubisco (cu până la 62%) și a activității de fotosinteză. Plopii astfel modificați au devenit cu până la 200% mai înalți în seră și cu până la 37% mai înalți în câmp, cu o creștere de 88% a volumului tulpinii. La fel, introducerea genei în Arabidopsis a condus la o creștere a biomasei și o producție de semințe cu 50% mai mare, potrivit scitechdaily.com, citată de stiripesurse.ro.
Plopii și Arabidopsis fac parte din categoria C3 de plante, care include culturi alimentare precum soia, orezul, grâul și ovăzul. Gena Booster are posibilitatea de a crește randamentele acestor culturi fără a necesita resurse suplimentare de sol, apă sau îngrășăminte, sprijinind o bioeconomie sustenabilă.
„Cultivarea unor culturi bioenergetice perene și productive pe terenuri marginale ne poate ajuta să răspundem cererii crescânde de biocombustibili lichizi pentru sectoarele greu de electrificat, cum ar fi aviația. Plantele cu creștere rapidă și rezistente pot revitaliza economia rurală, creând locuri de muncă și susținând cererea globală de energie”, a declarat Jerry Tuskan, directorul CBI.
Citește și: Cultura care poate învinge seceta. Cercetătorii români au făcut anunțul pentru fermieri
„Această descoperire ar putea schimba regulile jocului, oferind o modalitate semnificativă de a stimula fotosinteza și productivitatea plantelor”, a adăugat profesorul Stephen Long, expert în fotosinteză la Universitatea Illinois.
Gena Booster. Cercetări viitoare și colaborare
Testele viitoare vor determina cât de mult poate fi aplicată gena în diverse locații și condiții, inclusiv pe alte plante bioenergetice și alimentare, pentru a confirma succesul pe termen lung. Cercetarea este susținută de două centre ale Departamentului pentru Energie și presupune metode avansate de prelucrare genetică și fenotipare.
„Genele chimerice conservate, cum este Booster, au fost adesea trecute cu vederea, dar am demonstrat că acestea pot influența în mod semnificativ procesele biologice, îmbunătățind fotosinteza și randamentele culturilor”, a conchis Biruk Feyissa de la ORNL, autor principal al studiului.
Această descoperire aduce noi oportunități în agricultură, bioenergie și sustenabilitate globală, oferind speranțe pentru abordarea problemelor de securitate alimentară și energetică la nivel mondial.
