Boabele de soia care au fost modificate genetic pentru a face procesul de fotosinteză mai eficient au avut randamente cu peste 20% mai mari decât cele ale culturilor nemodificate în cadrul testele de câmp și fără îngrășământ adăugat. Creșterea acestor culturi îmbunătățite va contribui la reducerea defrișărilor, a emisiilor cu efect de seră și a pierderii biodiversității, precum și la creșterea încasărilor fermierilor din țările cu venituri mici.
„Noi suntem de părere că tehnica va funcționa pentru majoritatea culturilor. În prezent, lucrăm la modificarea culturilor de cowpea și orez. Deși mai multe echipe au reușit să stimuleze creșterea anumitor plante, precum tutunul, prin îmbunătățirea fotosintezei, aceasta este prima dată când a fost îmbunătățit randamentul unei plante alimentare în cadrul testelor de câmp”, a declarat Stephen Long din cadrul Universității din Illinois Urbana-Champaign.
Lucrarea este rezultatul unei colaborări globale stabilite în urmă cu 10 ani și finanțată în principal de Fundația Bill & Melinda Gates, care își propune să sporească randamentele prin îmbunătățirea fotosintezei și să pună aceste culturi îmbunătățite la dispoziția micilor fermieri din Africa sub-sahariană. În prezent, sunt explorate mai multe abordări, iar combinarea lor ar trebui să producă creșteri și mai mari ale randamentului.
„Credem că am putea obține o creștere a randamentului de până la 50%. Dacă acest lucru s-ar putea realiza, reușita ar fi la nivelul Revoluției Verde”, a declarat Long. Revoluția Verde reprezintă îmbunătățirile majore ale randamentului obținute în anii 1950 și 1960 datorită atât culturilor îmbunătățite, cât și altor tehnologii.
Culturile de soia modificată genetic au randamente mai mari, deoarece planta se adaptează mai bine la schimbările de la soare la umbră și invers. Atunci când o frunză este complet expusă la soare, aceasta absoarbe mai multă energie luminoasă decât poate suporta mecanismul de fotosinteză. Dacă plantele nu declanșează un mecanism cunoscut sub numele de stingere pentru a disipa excesul de energie, acest lucru poate avea un efect dăunător asupra celulelor.
Totuși, atunci când o frunză se află la umbră, stingerea trebuie oprită pentru a evita disiparea energiei care ar putea fi utilizată. Majoritatea plantelor de cultură pornesc și opresc stingerea destul de încet și, ca urmare, pierd multă energie.
„Deși nu știm motivul pentru care acest lucru se întâmplă, el s-ar putea datora faptului că strămoșii sălbatici ai multor culturi au crescut în condiții semi-aride, cu puține plante în apropierea lor. În prezent, distanța dintre plante este mult mai mică, iar pe măsură ce soarele se mișcă pe cer, majoritatea frunzelor sunt umbrite de alte frunze. Unele plante sălbatice, precum ferigile, activează sau dezactivează acest mecanism mult mai rapid”, a declarat Long.
Echipa sa a adăugat la boabele de soia copii suplimentare ale trei gene implicate în procesul de stingere, ceea ce a avut ca rezultat niveluri mai mari ale proteinelor codificate și accelerarea tranzițiilor, făcând fotosinteza mai eficientă.
„Deși nu fertilizăm culturile de soia, conținutul de proteine a rămas neschimbat”, a declarat Long. Având în vedere faptul că soia este principala sursă de proteine vegetale la nivel global, acest lucru este important.
„Acest studiu este foarte interesant. Agricultura este responsabilă pentru o treime din totalul de emisii de gaze cu efect de seră și pentru un sfert din defrișările care au loc la nivel global. Nu numai că sporirea randamentului ajută la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră, dar, prin reducerea defrișărilor, ele ajută și la conservarea biodiversității plantelor și a habitatului faunei sălbatice. Numai în SUA, o creștere cu 15% a randamentului culturilor de soia ar reduce emisiile de gaze cu efect de seră cu o cantitate echivalentă cu 100 de milioane de tone de dioxid de carbon”, a declarat Emma Kovak din cadrul Institutului Breakthrough, un centru global de cercetare.
„Este nevoie de un efort major pentru a îmbunătăți recoltele, deoarece creșterile anuale ale randamentului pentru culturile noastre majore s-au plafonat. De asemenea, populația mondială crește, iar schimbări climatice sunt din ce în ce mai mari. În plus, trebuie să creștem randamentul într-o manieră durabilă, de exemplu fără utilizarea azotului”, a declarat Christine Raines din cadrul Universității din Essex, a cărei echipă lucrează la un alt mod de a stimula fotosinteza.
