Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων δημιούργησε μια νέα ποικιλία πατάτας που αντέχει σε καύσωνες, εισάγοντας γονίδια που επηρεάζουν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Αυτή η ανακάλυψη συνιστά ένα σημαντικό βήμα για την ενίσχυση της διατροφικής ασφάλειας, ιδίως σε εποχές κλιματικής αλλαγής.
Η νέα ποικιλία πατάτας αποδίδει 30% περισσότερους κονδύλους σε συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών, οι οποίες συνήθως περιορίζουν τη σοδειά. Αυτό αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Global Change Biology.
«Αν θέλουμε να καλύψουμε τις διατροφικές ανάγκες του πληθυσμού σε περιοχές που κινδυνεύουν από μείωση της παραγωγής λόγω της παγκόσμιας θέρμανσης, χρειάζονται καλλιέργειες ανθεκτικές σε πιο συχνούς και έντονους καύσωνες» δήλωσε η Κάθριν Μίτσαμ-Χένσολντ από το Πανεπιστήμιο του Ίλινοϊ στο Ουρμπάνα-Σαμπέιν, επικεφαλής της μελέτης.
Η νέα ποικιλία σχεδιάστηκε για να αντιμετωπίσει το φαινόμενο της «φωτοαναπνοής», μια διαδικασία της φωτοσύνθεσης που μπορεί να μειώσει τη σοδειά πατάτας, ρυζιού, σόγιας και άλλων καλλιεργειών έως και 40%. Το φαινόμενο αυτό σχετίζεται με το ένζυμο rubisco, το πιο άφθονο ένζυμο στον πλανήτη, το οποίο τα φυτά χρησιμοποιούν για να δεσμεύουν τον άνθρακα από το CO2 της ατμόσφαιρας και να τον μετατρέπουν σε γλυκόζη.
Η φωτοαναπνοή συμβαίνει όταν το rubisco αντιδρά με το οξυγόνο αντί με το διοξείδιο του άνθρακα, κάτι που συμβαίνει σε 25% των περιπτώσεων και ακόμα περισσότερο σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας. Αυτή η αντίδραση παράγει γλυκολικό οξύ, μια τοξική ουσία που το φυτό πρέπει να εξουδετερώσει, καταναλώνοντας ενέργεια που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξή του.
«Σκοπός μας ήταν να μειώσουμε τη σπατάλη ενέργειας παρακάμπτοντας τις διαδικασίες της φωτοαναπνοής» εξήγησε η Μίτσαμ-Χένσολντ.
Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, η ερευνητική ομάδα εισήγαγε στην πατατιά (Solanum tuberosum) δύο γονίδια: την αφυδρογονάση του γλυκολικού οξέος και τη συνθετάση του μηλικού οξέος. Αυτές οι γενετικές τροποποιήσεις επιτρέπουν στο φυτό να μεταβολίζει και να εξουδετερώνει το γλυκολικό οξύ απευθείας στους χλωροπλάστες, τα οργανίδια που ευθύνονται για τη φωτοσύνθεση.
Τα πειράματα έδειξαν ότι αυτή η γενετική παρέμβαση αυξάνει την παραγωγή, ιδιαίτερα σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας. Το καλοκαίρι του 2022, κατά τη διάρκεια ενός κύματος καύσωνα με θερμοκρασίες άνω των 35 βαθμών, η νέα ποικιλία πατάτας παρουσίασε 30% μεγαλύτερη μάζα κονδύλων σε σύγκριση με τις συμβατικές ποικιλίες.
«Ένα άλλο σημαντικό εύρημα ήταν ότι οι γενετικές τροποποιήσεις στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης δεν επηρεάζουν τη διατροφική αξία της πατάτας» σημείωσε ο Ντον Ορτ από το Πανεπιστήμιο του Ίλινοϊ.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να πραγματοποιήσουν δοκιμές σε μεγαλύτερη κλίμακα για να επιβεβαιώσουν τα ευρήματά τους. Παράλληλα, πειραματίζονται με άλλες σημαντικές καλλιέργειες, όπως η κασάβα.
Ωστόσο, παραμένει άγνωστο αν η νέα αυτή ποικιλία πατάτας θα αποκτήσει άδεια κυκλοφορίας και την εμπιστοσύνη των καταναλωτών, οι οποίοι συχνά είναι επιφυλακτικοί απέναντι στα γενετικά τροποποιημένα τρόφιμα.
Η ερευνήτρια Κάθριν Μίτσαμ-Χένσολντ δείχνει το αποτέλεσμα των κόπων της (RIPE Project/Allie Arp)
Οι πατάτες μεγάλωσαν σε γλαστράκια πριν μεταφυτευτούν στο χωράφι (RIPE Project)
