Piante OGM crescono più velocemente e più grandi

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Piante transgeniche che ottimizzano fotosintesi e rese. La fotosintesi produce anche sottoprodotti tossici che le piante eliminano con la fotorespirazione, un processo complesso e metabolicamente costoso che abbatte però la produttività delle piante. Ottimizzando la fotorespirazione per via transgenica è possibile aumentare la resa fino al 40 per cento.

Piante transgeniche modificate per ottimizzare il percorso metabolico della fotorespirazione offrono una resa del 40 per cento superiore alle loro controparti naturali.

A crearle è stato un gruppo di ricercatori dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign che illustrano i loro risultati in un articolo su “Science”. La ricerca è stata condotta nel quadro di un progetto sostenuto dalla Bill & Melinda Gates Foundation, dalla Foundation for Food and Agriculture Research (FFAR) e dal Department for International Development (DFID) del governo britannico.

Le piante producono biomassa attraverso la fotosintesi, nella quale l’enzima Rubisco – una delle proteine più abbondanti del pianeta – usa l’energia solare per trasformare l’anidride carbonica e l’acqua negli zuccheri che alimentano la crescita delle piante.

La pianta del tabacco è uno dei modelli più diffusi usati in biologia vegetale (© Biosphoto / AGF)
La pianta del tabacco è uno dei modelli più diffusi usati in biologia vegetale (© Biosphoto / AGF)

Tuttavia, il Rubisco si è evoluto in un ambiente che era ancora relativamente povero di ossigeno e non distingue in modo efficiente fra anidride carbonica e ossigeno, per cui circa il 20 per cento delle volte usa quest’ultimo al posto della CO2, sintetizzando così un composto vegetale tossico e radicali liberi che possono intaccare le membrane cellulari.

Per eliminare tutte queste sostanze dannose le piante ricorrono alla cosiddetta fotorespirazione, un processo metabolico molto complesso che comporta un rallentamento della fotosintesi e l’impiego di parte delle riserve di carbonio già accumulate.

Poiché a penalizzare la fotosintesi non sono solo le alte concentrazioni di ossigeno, ma anche le temperature elevate, da tempo i biologi sono alla ricerca di metodi che possano migliorare l’efficienza fotosintetica delle piante, in modo da disinnescare gli effetti della diminuzione delle rese dovuta al riscaldamento globale.

Paul F. South e colleghi hanno studiato i percorsi metabolici di 1700 piante riuscendo a definire tre possibili strade in grado di semplificare e accorciare significativamente il complesso ciclo della fotorespirazione, e le hanno poi riprodotte in piante di tabacco appositamente ingegnerizzate.

I test condotti per due anni in condizioni agronomiche reali hanno mostrato che queste piante danno una resa in media del 40 per cento superiore a quella delle piante naturali.

“Proprio come il Canale di Panama è stata un’impresa di ingegneria che ha aumentato l’efficienza del commercio – ha commentato Stephen P. Long, un pioniere degli studi sull’efficienza della fotosintesi, che non ha partecipato allo studio – queste scorciatoie fotoraspiratorie sono un’impresa di ingegneria vegetale che si rivela un mezzo unico per aumentare notevolmente l’efficienza della fotosintesi.”

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