Hőhullámok idején a génmódosított burgonya termésének 30%-os növekedése figyelhető meg.

Az Illinois Egyetem tudósai egy innovatív burgonyafajtát alkottak meg, amely jobban ellenáll a globális felmelegedés hatásainak. Ez a különleges burgonya hőhullámok alatt 30%-kal nagyobb gumótömeget produkál, ami azt jelzi, hogy a fotoszintézis hatékonyságának növelése kulcsfontosságú lehet a klímához alkalmazkodó növények kifejlesztésében. Ezzel a felfedezéssel ígéretes megoldást kínálnak a globális felmelegedés okozta kihívások leküzdésére.

A burgonya ellenállóképességének fokozása jelentős mértékben hozzájárulhat az élelmiszer-biztonság növeléséhez azok számára, akik e nélkülözhetetlen növényre támaszkodnak, különösen azokon a vidéken, ahol az éghajlatváltozás következményei már kézzelfoghatóak. Ilyen helyeken a szélsőséges időjárási körülmények gyakran terméskiesésekhez vezetnek, ami komoly kihívások elé állítja a helyi közösségeket.

Katherine Meacham-Hensold hangsúlyozta, hogy elengedhetetlen olyan növényfajták kifejlesztése, amelyek képesek ellenállni a fokozódó és gyakoribb hőhullámoknak. Csak így tudunk megfelelni az élelmiszer iránti növekvő keresletnek, különösen azokon a régiókon, ahol a klímaváltozás következtében a terméscsökkenés kockázata a legmagasabb.

A génmódosított burgonyanövényeket egy különleges üvegházban nevelték, ahol a hőmérsékletet gondosan szabályozták, hogy optimális körülményeket biztosítsanak számukra. Ezt követően, miután kellően megerősödtek, a növényeket a szabadföldbe ültették, hogy ott folytathassák fejlődésüket.

A kutatók fotorespirációs megkerüléssel módosították a burgonyát. A fotorespiráció során a rubisco enzim oxigénnel reagál szén-dioxid helyett, ami jelentősen nő magas hőmérsékleten, és akár 40%-kal is csökkentheti a terméshozamot olyan növényeknél, mint a szója, a rizs vagy a zöldségek.

A fotorespiráció folyamata során a növények komoly mennyiségű energiát pazarolnak el a mérgező glikolát lebontására, ahelyett, hogy ezt az energiát a növekedésük elősegítésére fordítanák. "Célunk az volt, hogy mérsékeljük az elvesztegetett energiát azzal, hogy kikerüljük a növények hagyományos fotorespirációs mechanizmusát" - nyilatkozta Meacham-Hensold.

A RIPE kutatói korábban két kulcsfontosságú gént - a glikolát-dehidrogenázt és a malátszintázt - integráltak a modellnövények genetikai állományába, hogy fokozzák a fotoszintézis hatékonyságát. Ezek a genetikai módosítások jelentősen csökkentették a glikolát feldolgozásához szükséges energiaigényt, ami látványos növekedést eredményezett a növények fejlődésében. A kutatók bízva abban, hogy ez a pozitív eredmény átültethető lesz az élelmiszernövényekbe is, meglepődtek, amikor az elért eredmények messze felülmúlták a kezdeti várakozásaikat.

A Global Change Biology című szaklapban publikált kutatás eredményei arra utalnak, hogy a génmódosított burgonyák a 35°C (95°F) feletti hőmérsékleteken is kiválóan teljesítettek. Ezen kívül, a 2022 nyarán tapasztalt, négy napig tartó 38°C (100°F) hőhullám alatt is folytatták növekedésüket. Ezzel szemben a hagyományos burgonyák a hőstressz tüneteit mutatták, ami jelentősen korlátozta fejlődésüket.

"A kutatás egyik legfontosabb megállapítása az volt, hogy a fotoszintézis genetikai módosítása, ami a terméshozam növekedését eredményezte, nem befolyásolta a burgonya táplálkozási értékét" – nyilatkozta Don Ort. "Az élelmiszer-biztonság nem csupán a termelhető kalóriák mennyiségéről szól, hanem az élelmiszer minőségének is figyelmet kell szentelnünk."

További terepkísérletekre lesz szükség különböző környezetekben az eredmények megerősítéséhez. A burgonyával elért siker reményt ad arra, hogy hasonló fejlesztések más gumós növények, például a manióka esetében is elérhetők, ezek alapvető élelmiszerek a Szaharától délre fekvő Afrikában. A régió különösen ki van téve az éghajlatváltozás hatásainak, ezért nagy hasznát veheti az ellenállóbb növényeknek.