野生では、多くの場合、それ自体がすべての生き物であり、植物さえもです。 独自の装置に任せて、ほとんどの野生種の植物は、根を下ろして葉や種子を生産するのに十分なエネルギーしか生み出しません。 しかし、人間はもっと欲しかった。
人々は現在、何千年も植物を繁殖させ、微調整しており、昆虫に抵抗力を持たせ、より甘くて大きな果物や野菜の成長を助けています。 現在、新しい研究は、植物をさらに一生懸命働かせ、将来的に作物生産を根本的に改善できる可能性があることを示唆しています、とニューヨークタイムズのジャスティン・ギリスは報告します。
イリノイ大学アーバナシャンペーン校の作物科学教授スティーブンロングと彼のチームは、光合成に関与する3つのタンパク質の遺伝子をタバコ植物に挿入しました。これにより、非変更植物よりも14〜20％多く成長しました。この研究は、ジャーナルScienceで最近発表されました。
これはどのように作動しますか？
植物の葉は日光にさらされると、光エネルギーの一部を吸収して光合成を促進します。 しかし、太陽は葉が処理できる以上の光を生成します。 実際、葉に当たるエネルギーが非常に大きいので、葉が処理されない場合は、葉を漂白したりカリカリにしたりできます。 そのため、植物には、余分なエネルギーを熱として消散させるために明るい日光の下でスイッチを入れるメカニズムがあります。これは、非光化学的消光（NPQ）と呼ばれるプロセスです。
問題は、雲や他の影が太陽光のまぶしい光線を一時的に止めた場合、NPQがオフになるのに30分かかることがあるということです。 光合成をラチェットアップし、NPQをラチェットダウンする代わりに、植物はこのエネルギーの多くを熱として無駄にし続けます。 Longと彼のチームは、1日のうちに、NPQプロセスが遅いと作物の生産性が7.5〜30％低下すると計算しました。
植物のNPQをより迅速にオフにするために、チームは3つのタンパク質の遺伝子をタレクレスとして知られる植物からタバコ植物に移しました。 彼らは操作された作物を栽培し、印象的な結果を得ました。 タバコの収量の1系統は13.5パーセント、別の系統では19パーセント、第3種のタバコでは20パーセント増加しました、とGillisは報告しています。
研究者は、彼らの方法が作物の収穫量を改善するという最終的な目標を持つ食用作物に変換されると信じています。 彼らの研究の多くは、世界中の食料生産の改善を目的とした多くのプロジェクトに資金を提供している慈善的ゲイツ財団によって資金提供されました、とギリスは報告します。 アフリカの食料が不安定な地域で重要なササゲ、コメ、キャッサバなどの食用作物のコンセプトを次にテストする計画があります。
「国連は、2050年までに、現在使用している土地で約70パーセント多くの食料を生産する必要があると予測しています」とロングはプレスリリースで述べています。 「こうした発明が農家の畑に届くまでに20年かかる可能性があるので、これらの新しい技術を今すぐ棚に置いておくことが非常に重要であるというのが私の姿勢です。 今すぐやらなければ、必要なときにこのソリューションを手に入れることはできません。」
特にタバコは葉であり、種子や穀物を生産しないため、すべての人がタバコの結果に完全に納得しているわけではありません。 「米、トウモロコシ、小麦、砂糖大根にどのように見えますか？」ワシントンの情報技術革新基金のシニアフェローであるL.バルギディングスはギリスに尋ねます。 「これが本物であり、大きな影響を与えることを示すことができる前に、あなたはそれをほんの一握りの重要な作物に入れなければなりません。 私たちはまだそこにいません。」
しかし、テクノロジーが人類を第二の緑の革命の端に位置づけている兆候があります。そこでは、干ばつ、塩分、および肥沃度に耐えることができる新しいタイプの過給作物が世界中の貧困国に栄養と食料安全保障をもたらすでしょう。
最近、研究者は、3000品種のイネのゲノムの配列を決定しました。これは、農薬耐性と収量の増加を制御する遺伝子を見つけるのに役立つ可能性があります。 研究者たちは、光合成の合成バージョンを開発したこともあります。これは、食用作物でプロセスをより効率的にする方法を見つけ出すのに役立ち、大気から二酸化炭素を取り除くのにも役立ちます。
