Forscher in China haben eine gentechnisch veränderte Reissorte entwickelt, die gedeiht, während sie weniger Stickstoff verbraucht. Es produziert tatsächlich 40 % bis 70 % mehr Nahrung. Reis ist in vielen Teilen der Welt das wichtigste Grundnahrungsmittel. Die moderne Landwirtschaft ist auf Düngemittel angewiesen, und ein Großteil dieses Düngemittels basiert auf sogenanntem Erdgas, das zu mehr als 90 % aus Methan besteht.
Entsprechend LNG2019, macht Erdgas bis zu 90 % der Kosten für Düngemittel aus. Heute, während Russland seinen kriminellen Angriff auf die Ukraine fortsetzt, steigen die Preise für Erdgas rapide und verursachen einen ähnlichen Anstieg der Preise für Düngemittel. Das wiederum führt zu der Notwendigkeit neuer Forschungen zum Anbau von Nahrungsmitteln mit weniger stickstoffbasiertem Dünger. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler kürzlich in der Fachzeitschrift Wissenschaft. Hier ist die Einführung.
„Schnelles Bevölkerungswachstum, steigender Fleischkonsum und die zunehmende Verwendung von Nutzpflanzen für Non-Food- und Non-Feed-Zwecke erhöhen den Druck auf die globale Nahrungsmittelproduktion. Gleichzeitig stellt der übermäßige Einsatz von Stickstoffdünger zur Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion eine ernsthafte Bedrohung für die menschliche Gesundheit und die Umwelt dar. Um die erforderlichen Ertragssteigerungen zu erreichen und die Landwirtschaft nachhaltiger zu gestalten, sind verstärkte Züchtungs- und Gentechnikanstrengungen erforderlich, um neue Pflanzensorten mit höherer Photosynthesekapazität und verbesserter Stickstoffnutzungseffizienz (NUE) zu erhalten. Der Fortschritt war jedoch langsam, vor allem aufgrund des begrenzten Wissens über Regulatorgene, die möglicherweise die Kohlenstoffassimilation und die Stickstoffnutzung koordinieren können.“
ArsTechnica Berichten zufolge untersuchten die Wissenschaftler zunächst Proteine, sogenannte Transkriptionsfaktoren, die häufig die Expression einer Reihe von Genen steuern, die häufig an verschiedenen Aspekten einer einzelnen physiologischen Funktion beteiligt sind. Dabei lag der Fokus auf Transkriptionsfaktoren, von denen bereits bekannt war, dass sie die Photosynthese regulieren.
Um das perfekte Ziel zu finden, durchsuchten sie eine Reihe von 118 Transkriptionsfaktoren, die zuvor identifiziert wurden, um die Photosynthese in Reis und Mais zu regulieren, um diejenigen zu finden, die auch als Reaktion auf Licht und niedrige Stickstoffwerte hochreguliert waren. Als sie eine fanden, erzeugten sie transgene Reislinien, die viel davon herstellten. „Einen Transkriptionsfaktor wie diesen zu überexprimieren anstelle der einzelnen Gene, die er kontrolliert, ist wie die Forderung, mit dem Manager zu sprechen, anstatt zwischen verschiedenen Kundendienstmitarbeitern in verschiedenen Abteilungen hin und her geschleudert zu werden.“ Ars sagt. Das ist eine ziemlich gute Analogie.
Die gentechnisch veränderten Reispflanzen wurden auf Felder mit unterschiedlichen Umweltbedingungen gesetzt – gemäßigte Felder in der Nähe von Peking, tropische Felder in der Provinz Hainan und subtropische Felder in der Provinz Zhejiang. Im Laufe von drei Jahren zeigten alle Reispflanzen eine verbesserte Photosynthesekapazität und eine verbesserte Stickstoffnutzungseffizienz.
Sie hatten mehr Chlorophyll und mehr und größere Chloroplasten als Wildtyp-Reis. Sie hatten auch eine effizientere Stickstoffaufnahme in ihren Wurzeln als Wildtyp-Reis, und sie hatten einen effizienteren Transport dieses Stickstoffs von ihren Wurzeln zu ihren Trieben als Wildtyp-Reis. Dies erhöhte ihren Getreideertrag, selbst wenn die Pflanzen mit weniger Stickstoffdünger angebaut wurden.
Andere Experimente wurden mit transgenen Pflanzen durchgeführt, die hydroponisch und in Reisfeldern angebaut wurden, was gleichermaßen gut abschnitt. Den gleichen Transkriptionsfaktor in einer schickeren Reissorte überexprimieren – japonika anstelle von oryza sativa in den meisten anderen Experimenten verwendet – hatte ähnliche Wirkungen. Die Forscher probierten ihre neue Technologie auch an Weizen und Weizen aus Arabidopsis, der am häufigsten verwendete Modellorganismus in der Pflanzenbiologie. Beide zeigten unter Verwendung von weniger Stickstoff die gleichen Produktivitätssteigerungen wie die experimentellen Reispflanzen.
Die Wissenschaftler schlagen vor, anstelle der transgenen Techniken, auf die sie sich bei anderen Nutzpflanzen verlassen, die Genome-Editierung einzusetzen, um auch einen höheren Ertrag zu erzielen. Da die Vegetationsperioden aufgrund von Dürre und übermäßiger Hitze kürzer werden und die Verfügbarkeit von Ackerland abnimmt, können Pflanzen, die mehr Nahrungsmittel mit weniger stickstoffbasiertem Dünger produzieren, unerlässlich werden, um weit verbreitete Hungersnöte in vielen Teilen der Welt zu vermeiden.
Das wegnehmen
Gentechnisch veränderte Lebensmittel beschwören in vielen Köpfen beängstigende Gedanken herauf, obwohl viele der Lebensmittel, die wir essen, seitdem auf die eine oder andere Weise verändert wurden Gregor Mendel begann vor fast 2 Jahrhunderten mit Erbsenversuchen hinter dem Pfarrhaus.
Einige bezeichnen gentechnisch veränderte Pflanzen als Frankenfood, während andere sich Sorgen darüber machen, ob es klug ist, riesigen Konzernen zu erlauben, das Saatgut zu besitzen, das die Zivilisation zum Überleben braucht, da Konzerne selten die besten Interessen der Menschen im Auge haben. Der Einsatz von Düngemitteln ist in diesem Jahrhundert explodiert. Fossile Brennstoffe zu verwenden, um uns in einer Zeit zu ernähren, in der die Verschmutzung durch fossile Brennstoffe die Überlebensfähigkeit der Menschen auf diesem Planeten bedroht, ist letztendlich ein Rezept für eine Katastrophe.
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