Eine genetische Veränderung der Photosynthese könnte die Ernteerträge steigern
Auch wenn diese genetische Veränderung noch nicht an essbaren Pflanzen getestet wurde, gehen Wissenschaftler davon aus, dass sie die Lebensmittelindustrie – und insbesondere die Olivenproduktion – revolutionieren könnte.
Wissenschaftler des US-Landwirtschaftsministeriums und der University of Illinois in Urbana haben einen genetischen „Hack“ entwickelt, um die Effizienz der Photosynthese zu steigern und die Ernteerträge um bis zu 40 Prozent zu erhöhen.
„Wir haben versucht, diese Abkürzung zu entwickeln, um die Energieeffizienz zu steigern – und in Feldversuchen führte dies zu einer 40-prozentigen Steigerung der Pflanzenbiomasse.
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Die Studie wurde an Tabakpflanzen durchgeführt, doch die Wissenschaftler gaben an, dass ähnliche Techniken auch bei C4-Photosynthese-Pflanzen angewendet werden könnten. Tabak ist eigentlich eine C3-Pflanze, führt die Photosynthese jedoch wie eine C4-Pflanze durch. Olivenbäume sind C4-Pflanzen.
Siehe auch: OlivenölforschungDer sogenannte „Hack“ funktioniert durch die Entfernung von Toxinen, die als Nebenprodukte des Photosynthesevorgangs entstehen. Die Pflanzen recyceln die Toxine auf natürliche Weise, doch dies erfordert Energie, die sonst für die Fruchtbildung genutzt werden könnte.
„Schätzungen zufolge kann [die natürliche Wiederverwertung toxischer Nebenprodukte der Photosynthese] bei Pflanzen wie Sojabohnen, Reis sowie Obst und Gemüse den Ertrag um bis zu 36 Prozent erheblich beeinträchtigen“, erklärte Dr. Paul South, Hauptautor der Studie und Mitglied des US-amerikanischen Agricultural Research Service, gegenüber der BBC.
„Wir haben versucht, diese Abkürzung zu entwickeln, um die Pflanzen energieeffizienter zu machen – und in Feldversuchen führte dies zu einer 40-prozentigen Steigerung der Pflanzenbiomasse“, fügte er hinzu.
Rubisco ist das pflanzliche Protein, das für die Bindung von Kohlendioxid und die Einleitung des Photosynthesevorgangs verantwortlich ist. Während dieses Prozesses bindet Rubisco jedoch in etwa 20 Prozent der Fälle stattdessen Sauerstoff. Diese Sauerstoffmoleküle sind dann für die Bildung der giftigen Verbindung verantwortlich.
Pflanzen haben ihre eigenen, natürlichen Entgiftungsmethoden entwickelt, doch der derzeitige Prozess verbraucht viel Energie. Wissenschaftler verglichen den Prozess der Sauerstoffentfernung mit einer Autofahrt von Maine nach Florida über Kalifornien
In die modifizierten Tabakpflanzen fügten die Wissenschaftler neue Gene ein, um den derzeitigen Prozess zu unterbinden und durch einen energieeffizienteren zu ersetzen.
Der nächste Schritt der Forscher wird darin bestehen, das Experiment mit essbaren Nutzpflanzen wie Tomaten und Sojabohnen zu wiederholen, um festzustellen, ob dieser Prozess negative Auswirkungen auf die Sicherheit der produzierten Lebensmittel hat.
Auf der Grundlage dieser Ergebnisse müssen sie dann sowohl die Öffentlichkeit als auch die staatlichen Aufsichtsbehörden davon überzeugen, dass ihre Methode eine sichere Alternative darstellt. Daher könnte die kommerzielle und humanitäre Nutzung dieser Pflanzen noch in weiter Ferne liegen.
Dan Flynn, der Geschäftsführer des Olive Center an der University of California, Davis, erklärte gegenüber Olive Oil Times, dass ihm derzeit keine Forscher bekannt seien, die sich mit der Anwendung dieser Technologie bei Oliven befassen, und dass es unwahrscheinlich sei, dass dies auch ein Forschungsgebiet des Zentrums werde.
„Es ist möglich, dass Forscher irgendwo auf der Welt mit Genmodifikation und Genbearbeitung experimentieren“, sagte er. „Aber die kalifornische Industrie konzentriert sich auf andere Forschungsschwerpunkte, sodass das Olive Center nicht davon ausgeht, in absehbarer Zukunft in diesem Bereich zu arbeiten.“
Der Internationale Olivenrat, der häufig eine führende Rolle bei der Forschung im Zusammenhang mit dem Olivenanbau und der Olivenölproduktion einnimmt, hatte sich zum Zeitpunkt der Veröffentlichung noch nicht zu der Studie geäußert.