Växter använder solens energi för att omvandla koldioxid och vatten till socker och syre. För hög solinstrålning kan dock skada fotosyntesen och växter har därför utvecklat flera olika sätt att skydda sig. Det leder också till att fotosyntesen blir mindre effektiv.
Ett problem för växten är att skyddsmekanismerna tar lång tid att stänga av. När ett blad nås av omväxlade sol och skugga tar det tid för växten att ställa om och köra fotosyntes i full hastighet under skuggperioder. Man har beräknat att den här effektförlusten kan kosta upp emot 20 procent av skörden.
Tre gener snabbar upp omställningen från ljus till skugga
För att snabba upp växtens återgång till normal fotosynteseffektivitet när den skuggas har forskare tidigare modifierat tobak med tre olika gener från backtrav. De här generna producerar enzymer som snabbade upp både aktivering och nedstängning av skyddsmekanismerna under växlande sol och skugga.
I fältförsök ledde det till högre koldioxidupptag och också större biomassa jämfört med tobak som inte modifierats. Frågan om den här typen av modifiering också kan påverka skörden hos olika livsmedels – och fodergrödor återstod.
Högre skörd med effektiv omställning
Nu har forskarna gjort samma genetiska modifiering i sojaböna och odlat flera olika växtlinjer i fältexperiment i Illinois, USA, under två säsonger, 2020 och 2021. Resultaten är publicerade i den vetenskapliga tidskriften Science och beskriver att en majoritet av de modifierade sojalinjerna gav mer sojabönor – i snitt nära 25 procent mer än kontrollväxterna utan någon skillnad i näringsinnehåll, första året.
Större fältförsök över flera år behövs för att verkligen sätta den nya sojan på prov, men studien visar att även om fotosyntesen är oerhört komplex så kan det finnas stor potential i att optimera dess olika aspekter, för att öka skörden hos våra grödor.
/Annelie Carlsbecker, 2022
Källor:
- Soybean photosynthesis and crop yield are improved by accelerating recovery from photoprotection. De Souza et al., Science, 377, 851-854 (2022). DOI: 10.1126/science.adc9831
- New GM soya beans give 25% greater yield in global food security boost | GM | The Guardian
- Improving photosynthesis and crop productivity by accelerating recovery from photoprotection. Kromdijk et al, Science vol 354, issue 6314 (2016), DOI: 10.1126/science.aai8878
