[ad_1]

سالانه 9 میلیون نفر در سراسر جهان گرسنه می شوند – بیشتر از مرگ و میر ناشی از ایدز ، مالاریا و سل. اما حل بحران گرسنگی جهانی به سادگی افزایش تولید محصولات کشاورزی نیست.

از یک سو ، کشاورزی دارای ردپای کربن قابل توجهی است که سالانه 10 تا 20 درصد از گازهای گلخانه ای جهانی را تولید می کند. استفاده بیش از حد از مواد شیمیایی باعث ایجاد مقاومت در برابر آفات و عوامل بیماری زایی می شود که این مواد قصد دارند آنها را از بین ببرند و ریشه کنی بیماری های مرتبط را برای کشاورزان در دفعات بعدی دشوار می کند. رواناب کود نیز می تواند آبراهه ها را آلوده کند.

رشد غذای بیشتر کافی نیست – بشریت باید با کارآیی بیشتری رشد کند.

به منظور تغذیه پایدار جمعیت در حال رشد جهان ، محققان چین و ایالات متحده ممکن است راه حلی هوشمندانه پیدا کرده باشند – در قالب محصولات بزرگ. پیوند پروتئین انسانی ، که به رشد کمک می کند ، در محصولات زراعی می تواند گیاهان بزرگتر ، سنگین تر و فراوان تری تولید کند و باعث افزایش 50 درصدی عملکرد محصولات کشاورزی شود. بیوتکنولوژی طبیعیبه اگرچه نتایج امیدوار کننده است ، اما کارشناسان می گویند باید تحقیقات بیشتری برای آزمایش کیفیت کشاورزی آنها و اطمینان از تکرار سود انجام شود.

شکل 1f-resize-banner.jpg

مجهز به دستگاه ژنتیک برای تولید پروتئین برای رشد انسان ، گیاهان سیب زمینی می توانند غده های درشت تری (سمت راست) بریزند. نوار ترازو به معنی 4 اینچ است.

(کیونگ یو و همکاران)

گیفانگ جیا ، زیست شناس شیمیایی در دانشگاه پکن در پکن ، چین گفت: “ما فکر می کنیم این یک استراتژی بسیار خوب برای طراحی محصولات ما است.” اما او اذعان داشت که “این سند یک مطالعه اولیه است.” او می خواهد آزمایش های تکمیلی بیشتری را انجام دهد ، از جمله ارزیابی ایمنی ، قبل از اینکه نتیجه باورنکردنی تیم روی میز مصرف کنندگان روزانه قرار گیرد.

پروتئین مسئول رشد استثنایی گیاهان ، توده چربی انسان و پروتئین مربوط به چاقی به نام FTO است. در حالی که ژن مرتبط با آن تصور نادرستی در مورد افزایش خطر چاقی دارد ، محققان قبلاً گزارش کرده بودند که این پروتئین در تنظیم رشد در انسان و سایر پستانداران مهم است. به گفته محققان ، FTO رشته های RNA را که از دستورهای ژنتیکی کوتاه پروتئین های جداگانه هستند و مستقیماً از کتاب DNA کپی شده اند ، به صورت شیمیایی اصلاح می کند. این اصلاح RNA را مجبور می کند پروتئینی را که کد می کند تولید کند. در اصل ، FTO به عنوان یک سوئیچ اصلی عمل می کند ، که تولید گسترده پروتئین ها را در چندین رشته RNA افزایش می دهد.

چندین نویسنده این مطالعه یک دهه را صرف درک نقش FTO در انسان کرده بودند. محققان در این فکر بودند که اگر این پروتئین با هدف رشد RNA به گیاهان نفوذ کند ، چه اتفاقی می افتد.

“آی تی [was] یک ایده واقعاً جسورانه و عجیب. ” بدن انسان ده ها محصول تولید می کند هزاران پروتئین ها و اولین چیزی که گروه او در گیاهان تجربه کرد FTO بود. “صادقانه بگویم ، ما احتمالاً منتظر عواقب فاجعه بار بودیم.

او گفت که گیاهان معادل پروتئین FTO ندارند. این شیمیدان گمان می کند که گیاهان معمولاً رشد خود را تحت کنترل نگه می دارند تا از وارد آمدن هرگونه مولکول به فیزیولوژی گیاه جلوگیری کند. اما در مواجهه با پروتئین خارجی ، او می گوید که گیاهان هیچ گونه کنترل و موازنه ای برای کاهش اثرات ، هر چه که باشند ، ندارند. در شگفتی محققان ، FTO این گیاه را نکشت و یا ناقص نکرد. در عوض ، گیاهان را مجبور می کند دقیقاً برعکس عمل کنند: افزایش اندازه.

“[FTO] وارد می شود و هیچ محدودیتی برای دسترسی به آن وجود ندارد. ” “این یک بمب است.”

محققان ژن FTO انسانی را در ژنوم محصولات برنج کاشتند و به ماشین های پروتئینی گیاه اجازه دادند این مولکول انسانی را به تنهایی جذب کرده و آزاد کنند. در گلخانه ، محصولات اصلاح شده ژنتیکی سه برابر بیشتر از گیاهان بدون ضعف برنج تولید کردند. گیاهان برنج که در مزارع پکن رشد می کردند ، 50 درصد سنگین تر و پربارتر بودند. همین اصلاح ژنتیکی باعث افزایش غده های گیاهان سیب زمینی می شود. گیاهان اشباع شده با FTO همچنین ریشه های بلندتری دارند ، سطوح بالاتری از فتوسنتز را نشان می دهند و در برابر خشکی مقاوم تر هستند.

هر گونه گیاهی که محققان تغییر داده اند ، از جمله چمن و درختان ، سریعتر و بزرگتر می شوند. “این فنوتیپ [trait] دائماً در هر کارخانه ای که طراحی می کنیم ، است. “

fig1a-resize.jpg

کارخانه های برنج مجهز به FTO ، همانطور که در سمت راست نشان داده شده است ، محصولات بیشتری را به ارمغان می آورد. مقیاس میله به معنی چهار اینچ است.

(کیونگ یو و همکاران)

با وجود وعده ای که داده شد ، اصلاح ژنتیکی قادر به افزایش قابل اطمینان عملکرد بیش از 10 نیست. از نظر ژنتیکی رشد گیاه پیچیده است – به سادگی هیچ ژنی وجود ندارد که تغییر کند. افزایش ترشحات فک در این مطالعه باورنکردنی ، تقریبا غیرقابل باور است و سایر محققان گیاهان قبل از امید و نسبت دادن انرژی بیشتر به پروتئین احتیاط می کنند.

دونالد اورث ، زیست شناس گیاهی در دانشگاه ایلینوی در Urbana-Champaign که در این مطالعه شرکت نمی کند ، می گوید: “چیزی که در مورد استراتژی اتخاذ شده در این مقاله غیرمعمول است این است که هیچ دلیلی برای موفقیت وجود ندارد.” اورت می گوید: علم معمولاً بر اساس نظریه های درک شده به جلو حرکت می کند. اما به نظر می رسد نویسندگان این مطالعه در تاریکی چاقو زده و به طلا برخورد کرده اند. او می گوید: “حدس می زنم آنها کاملاً شگفت زده شدند.”

روبرت سابلوفسکی ، زیست شناس گیاهی در مرکز جان اینس در بریتانیا که در این مطالعه شرکت نکرده است ، می گوید درصد افزایش قابل توجه عملکرد در این مطالعه بسیار بیشتر از تفاوت چند درصدی است که سایر محققان معمولاً بر آن فشار می آورند.

او می گوید: “عملکرد نهایی محصول یک ویژگی ژنتیکی بسیار پیچیده است.” گیاهان دائماً در حال تغییر اولویت ها بین جمع آوری یا تقویت حفاظت خود در برابر بیماری ها و مناطق تحت شرایط نامطلوب رشد هستند. محیط گیاه معمولاً نقش عمده ای در تعیین عملکرد نهایی دارد ، اما به نظر می رسد نتیجه مطالعه بیشتر این تأثیرات را نفی می کند. سابلوفسکی افزود: “به دلیل همه این مبادلات ، خواندن گزارشی از افزایش بسیار زیاد عملکرد با یک تغییر ژنتیکی ساده بسیار غیر معمول است.” “اما ممکن است.” او می گوید که دوست دارد نتایج را در انواع مختلف شرایط محیطی تکرار کند و بهتر بفهمد که چگونه پروتئین FTO انسان عملکرد داخلی دقیق کالیبره شده گیاه را تقویت می کند.

به گفته Orth ، فقط در شرایط مطلق ، گیاهان برنج و سیب زمینی اصلاح شده با FTO عملکرد کمتری نسبت به انواع تجاری دارند. تنها در صورتی که همان ترفند FTO بهره وری این گونه های پرمحصول را افزایش دهد ، این یک پیشرفت واقعی خواهد بود. اورت می گوید: “اهمیت بالقوه این برای کشاورزی هنوز ثابت نشده است.”

هر دو اورت و سابلوفسکی محتاطانه خوش بین هستند ، زیرا راه پیش رو روشن است: آزمایش ها را در جاهای دیگر و با بهترین گونه های زراعی که بشریت می تواند ارائه دهد ، تکرار کنید.

جیا و او در حال حاضر در تعقیب هستند – با کشاورزان کار می کنند و مکانیسم های ژنتیکی را به طور عمیق تر مطالعه می کنند. جیا می گوید اما این آزمایشات زمان بر است. تیم او به دلیل تعطیلی سال گذشته آزمایشگاه های همه گیر ، فصل رشد خود را از دست داد. او تخمین می زند که چندین سال طول خواهد کشید تا بذرهای کافی از تعداد انگشت شماری از والدین دارای اندیشه ژنتیکی جمع آوری شود تا بتوانند تمام فرزندان خود را با فرزندان خود بکارند.

این تیم همچنین در حال آزمایش سایر پروتئین های غیر گیاهی هستند. تا کنون ، آنها نامزد دیگری را امتحان کرده اند ، اما متوجه افزایش عملکرد مشابه با پروتئین FTO نشده اند. او در مورد پروتئین های دیگر می گوید: “من گمان می کنم احتمالاً کار نخواهد کرد.” مسیرهای تنظیم گیاه معمولاً پایدار هستند. غیر معمول نیست که دانشمندان خطایی در کد خود پیدا کنند که منجر به تخت خواب بیولوژیکی شود. وی گفت: “من فکر می کنم FTO بسیار خاص است.”



[ad_2]

منبع: khabar-top.ir