Varmtolerant Korn Kunne Forhindre Fremtidig Sult

{h1}

Hybrider, der giver usædvanligt store frø, er ernæringsmæssige kraftværker, som kan bidrage til at modvirke den globale opvarmningers virkning på afgrøder.

Dette bag scenerne blev leveret til WordsSideKick.com i samarbejde med National Science Foundation.

I de fattigste lande i troperne og subtropierne - områder, der er hjemme for næsten halvdelen af ​​den menneskelige befolkning - lover de stigende temperaturer fra de globale klimaforandringer at ødelægge hæftede afgrøder som ris og majs inden udgangen af ​​århundredet.
"Der er en chance for, at vi måske vil kunne påvirke virkningerne på planteafkastet fra denne klimaændring", siger L. Curtis Hannah, en plante molekylærbiologi forsker ved University of Florida. "Men en væddemand ved, at vores bedste chance er at lære at tilpasse sig - at udvikle afgrøder, som vil fodre folk i et varmere klima."
Det er præcis, hvad Hannah og hans kolleger arbejder på at gøre. De udvikler genvarianter af hvede, ris og majs, der producerer øgede udbytter under varme stress. Gennem denne indsats afdækker Hannah og hans kolleger også de indre mekanismer i de afgrøder, der har fodret folk i tusindvis af år.
Visse genvarianter kodes for enzymer kaldet AGPaser, som styrer hvor meget stivelse en plante opbevarer inden for frø, som folk kan høste til mad. AGPaserne er typisk undertrykt af varme stress, hvilket resulterer i planter, der producerer dramatisk lavere ernæringsmæssige udbytter.
Hannah udviklede imidlertid to varmestabile varianter af AGPase gener Sh2 og Bt2. Under varme miljøforhold øgede Sh2-varianten udbyttet af hvede med 38 procent og øgede udbyttet for ris med 23 procent. Kombinationen af ​​de to varianter gav en stigning i udbyttet på 68% for majs.
Feltforsøg udført i Florida viste, at Sh2-varianten øgede udbyttet af kommercielt produceret majs med 42 procent. Dette er en dramatisk stigning, især da traditionelle avlsprogrammer typisk kun giver en stigning i udbyttet på 1 procent om året.
Mekanismen bag disse stigninger er dog stadig noget af et mysterium. For eksempel producerer planterne flere frø, snarere end større frø pakket med mere stivelse.
Data fra Hannah-gruppen viser, at kun halvdelen af ​​æggestokkene på majsører bliver til levedygtige kerner. Så genvarianerne blokkerer simpelthen en mekanisme, der normalt afbryder nogle frø, før de kan udvikle sig.
Der er dog stadig en mulighed for, at der er en anden effekt et eller andet sted inden for plantens vækstcyklus. Genvarianterne er stærkeste, når de er afledt moderat, ikke når de introduceres via bestøvning. Også ikke alle kerner på de højere udbytter planter bragte genvarianten, så årsagen til stigningen er sandsynligvis fundet et sted inden for plantens mekanisme til kanalisering af ressourcer til frøene, snarere end i frøene selv.
"Man har vokset disse afgrøder i tusindvis af år, men vi har kun haft værktøjerne til at forsøge at forstå, hvad der virkelig får dem til at vokse i relativt kort tid," sagde Hannah. "Der er en lang vej at gå, før vi får et virkelig omfattende billede af, hvorfor de gør, hvad de gør."
Som en del af igangværende forskning finansieret af National Science Foundation og USDA undersøger Hannah nu en AGPase kartoffel / majs genvariant, der indtil videre har produceret en større end tre gange produktion i majs.
"Vi skal holde øje med forskellige kombinationer, der vil give os bedre og bedre udbytte," sagde Hannah. "I mellemtiden, ved at se hvad der sker, når vi gør disse ændringer, lærer vi mere og mere om, hvad der gør disse planter fyre."
Denne type forskning er afgørende for at modvirke en fremtid, hvor klimaændringer kan føre til så meget som 40 procent reduktion af afgrødeydelsen i tropiske og subtropiske områder ved slutningen af ​​århundredet, siger Rosamond Naylor, direktør for fødevaresikkerhed og miljø på Stanford University.
Naylor for nylig coauthored en undersøgelse offentliggjort januar i tidsskriftet Science forudsigelse af vejafgiften fra drivhuseffekt stress.
"Nogle mennesker er virkelig bekymrede over genetisk modificerede afgrøder, men sandheden er, at klimaet ændrer sig hurtigere end planterne kan tilpasse sig," sagde hun. "Hvis vores teknologi hjalp os med at lede os ind i dette, hvorfor kan det ikke hjælpe os med at lede os ud?"

  • Global Opvarmning - Nyheder og Information
  • Top 10 overraskende resultater af global opvarmning
  • Top 10 giftige planter

Redaktørens note: Denne forskning blev støttet af National Science Foundation (NSF), det føderale agentur, der var ansvarlig for finansiering af grundforskning og uddannelse på tværs af alle områder inden for videnskab og teknik. Se bagved scenesarkivet



Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com