Vědci zefektivnili fotosyntézu. Zlepšili tak růst rostlin o 40 procent

- Příroda autor: Ladislav Loukota

Ačkoliv se tempo populačního růstu postupně celosvětově snižuje, vize budoucnosti lidstva je nemilosrdná – stále míříme k 9 až 11 miliardám lidí na planetě. Dojde-li na radikální prodloužení lidského života, může tento počet růst ještě více. Chceme-li nakrmit lidstvo na stále méně stabilní planetě, nebude zřejmě jiná možnost, než sáhnout po geneticky upravených plodinách. Unikátní americký výzkum nyní přišel s metodou, jak pomocí promování specifických genů navýšit biomasu rostlin až o 40 procent.

Nalevo vidíte čtyři nemodifikované rostliny, napravo pak čtyři modifikované

Nalevo vidíte čtyři nemodifikované rostliny, napravo pak čtyři modifikované,zdroj: RIPE Project

Fotosyntéza dává rostlinám část jejich živin a nám kyslík, tento základní pilíř dnešní podoby pozemského života má však k vyšší efektivitě daleko. Jedním z důvodů je dnes paradoxně relativně vysoká přítomnost atmosférického kyslíku. Ten se podepisuje na tom, že enzym Rubisco odpovědný za fotosyntézu si zhruba ve 20 procentech případů splete kyslík s oxidem uhličitým.

Výsledkem je takzvaná fotorespirace, z níž rostlina nemá žádné živiny a její růst je tak částečně potlačen. S trochou nadsázky to lze přirovnat k tomu, kdybyste si do pětiny vaší stravy omylem přidávali kamínky, z nichž zkrátka vaše tělo živiny nezíská.

Nový výzkum vědců pod vedením Paula Southa financovaný Nadací Billa a Melindy Gatesových však přišel se způsobem, jak fotorespiraci urychlit. Její proces je totiž z biochemického a energetického pohledu poměrně náročný. Southův tým však pomocí zvýhodnění genů již přítomných v rostlinách vytvořil metabolický ekvivalent mostu, který plodině umožnil fotorespiraci absolvovat rychleji a s méně vydanou energií. Rostlince tak zbylo více energie na vlastní růst, a to se během dvouletého testování v poli podepsalo i na praktických testech.

Vědci zlepšený stav rostlin demonstrovali na 1700 takto upravených plodinách tabáku. Ty nejenže dosáhly o 40 procent vyšší biomasy (zejména v oblasti stonků), ale vyznačují se navíc i vyšší odolností a zdravím. Výsledek je vidět i na hlavní fotce k článku - nalevo vidíte čtyři nemodifikované rostliny, napravo pak čtyři modifikované. Jedná se o první metodu obcházející fotorespiraci, jejíž funkčnost byla demonstrována v běžných zemědělských podmínkách.

Tabák byl přitom zvolen čistě jako modelová rostlina - Southův tým se momentálně připravuje na replikaci svého výzkumu i na bramborách, rýži a dalších běžných konzumních plodinách.

Evropská transgenní nevole

Aktuální výzkum notně připomíná podobné zjištění čínského vědeckého týmu, kterému se podařilo vytvořit geneticky upravenou rýži, která dosáhla o takřka třetinu vyšších výnosů. Vícero podobných objevů může zajistit i loňské sekvenování genomu pšenice, na němž se podíleli i čeští vědci. Ani jedna ze skutečností však neznamená, že se - bez změny zákonů - podobných výdobytků můžeme dočkat i u nás.

Evropská pravidla pro pěstování modifikovaných plodin jsou totiž tradičně velmi konzervativní, a to platí i pro Česko. Unie se přitom vůči modifikovaným plodinám chová značně schizofrenně - většina zdejšího masného průmyslu je totiž závislá na dovozu modifikované sóji z Brazílie. To celé za situace, kdy nebyla u geneticky modifikovaných plodin, odborněji nazývaných transgenní, prokázána žádná zdravotní rizika. Obavy sice panují kolem možného zásahu do biodiverzity - s trochou nadsázky však lze říct, že i bez GMO máme v tomto ohledu dávno značné manko.

Přitom právě GMO plodiny můžou nabídnout střednědobé řešení současného problému palčivého sucha. Čtyřletý srážkový deficit bude sice třeba řešit i zásahy do terénu a dalšími prostředky, odolnější plodiny však do té doby můžou nabídnout výrazné snížení socioekonomických dopadů sucha. Situace je o to paradoxnější, že skoro ve všech jiných technologických ohledech patří evropské státy mezi špičku v aplikaci vědeckých poznatků. 

Studii publikoval časopis Science

Tagy: zemědělství genetická modifikace genetika zvířata a příroda věda a poznání GMO