הגברת ייצור היבולים בעזרת האצת התהליך של נשימת אור

הגברת הייצור של חלבון שכיח המופיע בטבע והמצוי בעלים של צמחים יוכל להגדיל את התנובה של יבולים של צמחי מזון בחמישים אחוזים, כך לפי מחקר חדש

חקלאי מעבד אדמה באמצעות טרקטור. איור: מתוך pixabay.com
חקלאי מעבד אדמה באמצעות טרקטור. איור: מתוך pixabay.com

[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

הגברת הייצור של חלבון שכיח המופיע בטבע והמצוי בעלים של צמחים יוכל להגדיל את התנובה של יבולים של מזון עיקרי בחמישים אחוזים, כך לפי מחקר חדש.

 

צמחים כגון סויה וחיטה מבזבזים בין 20 ל-50 אחוזים מהאנרגיה שלהם לשם מיחזור כימיקלים רעילים הנוצרים כאשר האנזים Rubisco – האנזים הנפוץ ביותר בטבע – לוכד מולקולות חמצן במקום מולקולות של פחמן דו-חמצני. הגברת הייצור של חלבון זה, המופיע בטבע והמצוי בעלים של צמחים, יוכל להגדיל את הניצולות של יבולים של מזון עיקרי בחמישים אחוזים, כך לפי מחקר חדש שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת אסקס שפורסם זה מכבר בכתב העת המדעי Plant Biotechnology Journal.

במחקר החדש, צוות החוקרים הצליח להנדס צמח שיכול לבטא ביתר חלבון טבעי המעורב בתהליך מיחזור המכונה בשם נשימת אור – photorespiration. לאחר למעלה משנתיים של ניסויי שדה, החוקרים מצאו כי הגברת הכמות של חלבון מסוים (H-protein) בתוך העלים של צמחים מגדילה את התנובה שלהם בשיעור של 47 אחוזים. יחד עם זאת, הגברת כמות החלבון הזה גורמת להאטת הצמיחה והמטבוליזם תוך קבלת צמחים קטנים במחצית מגודלם של הצמחים שלא טופלו.

"מדענים העוסקים בצמחים משתמשים באופן רגיל בחומרים מעודדים, אשר גורמים לביטוי חלבונים בשיעורים גבוהים לאורך כל משך חייו של הצמח, וישנן דוגמאות רבות שבהן השיטה הזו פעלה היטב," מסביר החוקר. "אולם, במקרה של החלבון המוזכר מעלה, נוכחנו לדעת ש'יותר' לא תמיד אומר 'טוב יותר', מה שהוביל אותנו למסקנה שכאשר אנו מעבירים את השיטה לצמחים אחרים, נצטרך לכוונן את השינויים בחלבון לשם קבלת הרמות המתאימות ביותר לאותו צמח".

מחקרים קודמים הראו כי ניתן להגביר את רמות החלבון הזה בצמח 'תודרנית לבנה', צמח מודל קטן המשמש בניסויים במעבדה. זוהי הפעם הראשונה שבה הרמות של חלבון זה הוגברו ביבולים בעולם האמיתי בתנאי צמיחה טבעיים. החוקרים השתמשו ביבולי צמח הטבק, הצמח הנחקר ביותר בתחום של ביולוגיית צמחים, בזכות יכולת ההנדסה הגנטית הקלה של הצמח וגדילתו המהירה בשדות. מרגע שנקבע כי שינוי מוגדר היה תועלתי בצמח הטבק, ניתן ליישם את אותה גישה ליבולי מזון הנדרשים לשם הזנת האוכלוסייה האנושית שמספרה הולך וגואה. מסביר החוקר הראשי: "אם נוכל לתרגם את התגלית שלנו ולהעבירה ליבולי מזון, אזי נוכל לצייד את החקלאים בצמחים עמידים ויציבים המסוגלים להפיק כמות גדולה יותר של מזון לכל יחידת שטח, זאת למרות הטמפרטורה ההולכת ועולה בשנים האחרונות". בשלב הבא, צוות החוקרים מתכננן להגביר את הרמות של חלבון טבעי זה בצמחי סויה, שעועית העין השחורה וכן קסבה, צמח שורש טרופי הנצרך על ידי יותר ממיליארד אנשים ברחבי העולם. המטרה של החוקרים היא להגדיל את תנובת היבולים בקרב חקלאים ברחבי העולם, במיוחד במשקים קטנים באזור אפריקה שמדרום לסהרה ובדרום-מזרח אסיה. לשם הגברת התנובה עוד יותר, החוקרים מתכוונים לשלב את התכונה הזו עם תכונות אחרות שפותחו במסגרת מיזם RIPE, לרבות שיטה שפורסמה בכתב-העת המדעי היוקרתיScience  המתארת הגברה של הייצור בעשרים אחוזים באמצעות סיוע לצמחים להסתגל לרמות משתנות בקצב מהיר יותר. החוקר הראשי מסכם ואומר כי צוות המחקר שלו מחויב לפיתוח של טכנולוגיות ברות-קיימא אלו מהר ככל האפשר, זאת במטרה לוודא כי חקלאים וקהילות הזקוקים ביותר לשיטות הללו, יצליחו להשתמש בהן ביעילות.

תקציר המאמר

 

 

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן