Küresel ısınma tam gaz devam ediyor. Bu durum tarım ürünlerini nasıl etkiyecek? Gelecekte yeteri miktarda gıda olabilmesi için ne yapmak gerekli? İşte yeni çalışma fotosentetik araştırmalar ile tarlada ısı stresi altında termal koruma sağlanması hedefleniyor!…
Dünya, bir taraftan artan nüfus ile diğer taraftan tarım arazilerinin azalması ile uğraşırken küresel ısınma da tam gaz devam ediyor. Illinois Üniversitesi ve ABD Tarım Bakanlığı Tarımsal Araştırma Servisi’nden yapılan araştırmalar, soya fasulyesi, pirinç ve buğday gibi ürünlerde yaygın olan bir fotosentetik aksaklığın atlanmasının, tarlada ısı stresi altında termal koruma sağlayabileceğini gösteriyor.
Güneş Işığından Enerjiye Rubisco’nun işi zorlaşıyor!
Essex Üniversitesi’nden öğretim görevlisi Amanda Cavanagh, “Büyüyen küresel nüfusu beslemek için 2050 yılına kadar mahsul üretimimizi ikiye katlamamız gerekiyor ve bunu yapmak için doğru yolda değiliz, aynı zamanda iklim değişikliği işleri daha da karmaşık hale getiriyor” dedi.
Tüm bitkilerin güneş ışığını enerjiye ve verime dönüştürmek için kullandığı doğal süreç olan fotosentez, karbondioksiti şekere dönüştürmek için Rubisco enzimine dayanır ve bunu yaparken de dünyayı besler. Bu arada, fotosentez oksijen açısından zengin bir atmosfer üretir ve bu da Rubisco’nun işini zorlaştırır. Rubisco, zamanın yaklaşık yüzde 20’sinde karbondioksit yerine oksijeni yakalar ve bu da bitki için fotorespirasyon adı verilen enerji açısından pahalı bir geri dönüşüm süreci ile sonuçlanır.
Mevcut koşullarda, fotorespirasyonun verimsizliği, buğday gibi bir tahılın verimini yaklaşık yüzde 36 oranında azaltabilir. Bu kayıp üretim toplamda, milyonlarca insanı besleyebilecek olan buğday ve soya fasulyesinde 148 trilyon kaloriye eşittir.
Verim Kayıplarında Ana Hedef:
Sıcaklıklar yükseldikçe, Rubisco’nun karbondioksit ve oksijen arasında ayrım yapmakta zorlandığını ve dolayısıyla foto solunum oranlarının arttığını bilinmekte. Bu nedenle, fotorespirasyonu manipüle etmenin ekinlerin ısıyı almasına ve hafifletmesine yardımcı olmanın bir yolu olabileceğini düşünülüyor. Daha yüksek sıcaklıklardan kaynaklanan verim kayıplarının önüne geçmek ise ana hedef…
Ekonomik açıdan, tropik bölgelere yaklaştıkça yüzde 40-50’ye varan verim kaybının 2012’de üreticilere yaklaşık 500 milyon dolara mal olduğu bildirildi. Ekvator çevresindeki bölgelerdeki üreticiler, artan sıcaklık nedeniyle daha da fazla kayıp görebilir.
Sorunun iklim değişikliği nedeniyle dünya çapında artması bekleniyor.
RIPE araştırmacısı ve Louisiana Eyalet Üniversitesi’nde yardımcı doçent Paul South, “Bir mühendislik yaklaşımı kullanarak, fotorespirasyon için birden fazla alternatif metabolik yol tasarladık. Mühendislik tesislerimizin oldukça aşırı sıcaklık stresine dayanabileceğini göstererek projeyi önemli ölçüde ilerletmesini sağladık” dedi. “İklim değişiklikleri ve sıcaklık stresleri, küresel gıda arzımız üzerindeki baskıyı artırdıkça, çiftçiler, güvenli ve verimli hasatları sürdürmek için burada kullanılan sentetik biyoloji gibi mühendislik yaklaşımları da dahil olmak üzere mevcut her araca ihtiyaç duyacaklar.”
Araştırmacılar, daha yüksek sıcaklıklara daha iyi adapte olup olmadıklarını görmek için bitkilerini daha verimli fotorespirasyonla test ettiler. Bitkilerini ortam sıcaklığından 5°C daha sıcak tutacak şekilde ayarlanmış ısıtıcıları olan bir tarlaya tütün diktiler. Tütünün yarısı, daha az enerji yoğun bir fotorespirasyon sürecine sahip olacak şekilde genetik olarak tasarlandı.
Tasarlanmış bitkiler, aynı sıcaklıklara maruz kalan vahşi tip bitkilerden yüzde 26 daha fazla biyokütle üretti. Tasarlanmış tesisler ayrıca yüksek sıcaklıklarda mühendislik yapılmamış tesislere göre yüzde 15 daha az verim kaybına sahipti. Sonuç olarak değişen iklimde gıda mahsullerinin verimini nasıl arttırılacağı konusunda bir basamak daha kaydedildi.
Peki ya GDO?
Tütün, deneysel olarak çalışmanın nispeten kolay olması ve sonuçların çok daha hızlı görülebilmesi nedeniyle ilk test ürünü olarak seçildi. Bu araştırma tütünde kanıtlandığına göre, tütün test tesislerinde kullanılan genetiğin aynısını alıp patates ve soya fasulyesi gibi gıda ürünlerine yerleştirmek ve dünya çapında sürekli artan sıcaklıklara rağmen gıda üretiminin artmasını sağlamak için araştırmalar sürüyor. .
Genel olarak tüketici algısında GDO olumsuz bir algı yaratsa da; hor kullanılan gezegenimizde artan nüfusumuzu besleyebilmek için az da olsa ihtiyacımız var. GDO; kredi kartına benzer; avantajı büyüktür, abartılırsa zararı olabilir.
Kaynaklar:
IGB.illinois.edu
ScienceDaily.com
Dergi Referansı
Amanda P. Cavanagh, Paul F. South, Carl J. Bernacchi, Donald R. Ort. Alternative pathway to photorespiration protects growth and productivity at elevated temperatures in a model crop. Plant Biotechnology Journal, 2021; DOI: 10.1111/pbi.13750
