การแฮ็คทางพันธุกรรมเพื่อให้การสังเคราะห์แสงมีประสิทธิภาพมากขึ้นอาจเป็นประโยชน์สำหรับการผลิตทางการเกษตรอย่างน้อยก็สำหรับพืชบางแห่ง
ความสำเร็จของพันธุวิศวกรรมนี้ทำให้การดำเนินงานที่ซับซ้อนและมีราคาแพงซึ่งพืชหลายชนิดจะต้องดำเนินการในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เรียกว่า photorespiration ในการทดสอบภาคสนามการปรับเปลี่ยนยาสูบทางพันธุกรรมด้วยวิธีนี้เพิ่มการเจริญเติบโตของพืชมากกว่า 40 เปอร์เซ็นต์ หากมันให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกันในพืชอื่น ๆ นั่นอาจช่วยให้เกษตรกรตอบสนองความต้องการอาหารของประชากรโลกที่กำลังเติบโตนักวิจัยรายงานในวันที่ 4 มกราคมศาสตร์-
การทำให้เพรียวลมมีความคล่องตัวเป็น“ ก้าวไปข้างหน้าอย่างยอดเยี่ยมในความพยายามที่จะปรับปรุงการสังเคราะห์ด้วยแสง” Spencer Whitney นักชีวเคมีพืชจากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียในแคนเบอร์ราไม่ได้มีส่วนร่วมในงานกล่าว
ตอนนี้อุตสาหกรรมการเกษตรส่วนใหญ่ได้ปรับการใช้เครื่องมือเพิ่มผลผลิตเช่นยาฆ่าแมลงปุ๋ยและการชลประทานนักวิจัยกำลังพยายามที่จะไมโครสมาจ์และปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืชโดยการออกแบบวิธีที่จะทำให้การสังเคราะห์แสงมีประสิทธิภาพมากขึ้น-SN: 12/24/16, p. 6-
Photorespiration เป็นสิ่งกีดขวางบนถนนที่สำคัญในการบรรลุประสิทธิภาพดังกล่าว มันเกิดขึ้นในพืชหลายชนิดเช่นถั่วเหลืองข้าวและข้าวสาลีเมื่อเอนไซม์เรียกว่ารูบิสโก - ซึ่งงานหลักคือช่วยเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศเป็นน้ำตาลที่การเจริญเติบโตของพืชเชื้อเพลิง
ปฏิสัมพันธ์ของรูบิสโก-ออกซิเจนซึ่งเกิดขึ้นประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของเวลาสร้าง glycolate สารประกอบที่เป็นพิษซึ่งพืชจะต้องรีไซเคิลเป็นโมเลกุลที่มีประโยชน์ผ่านการตอบสนองต่อแสง กระบวนการนี้ประกอบด้วยปฏิกิริยาทางเคมีที่ยาวนานซึ่งครอบคลุมสี่ช่องในเซลล์พืช ทุกคนบอกว่าการทำรอบการตอบสนองนั้นก็เหมือนกับการขับรถจากเมนไปยังฟลอริดาผ่านทางแคลิฟอร์เนีย การสิ้นเปลืองพลังงานสามารถลดผลผลิตพืชได้ 20 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ขึ้นอยู่กับชนิดของพืชและสภาพแวดล้อม
การใช้พันธุวิศวกรรมนักวิจัยได้ออกแบบทางเคมีโดยตรงมากขึ้นสำหรับการตอบสนองแสงที่ จำกัด อยู่ในช่องเซลล์เดียว-เทียบเท่าเซลล์ของการเดินทางบนถนนเมนไปสู่ฟลอริด้าตรงไปยังชายฝั่งตะวันออก
Paul South นักชีววิทยาโมเลกุลกับกรมวิชาการเกษตรของสหรัฐอเมริกาใน Urbana, Ill. และเพื่อนร่วมงานฝังทิศทางทางพันธุกรรมสำหรับทางลัดนี้เขียนลงบนชิ้นส่วนของสาหร่ายและ DNA ฟักทองในเซลล์พืชยาสูบ นักวิจัยยังออกแบบเซลล์ทางพันธุกรรมเพื่อไม่ให้สารเคมีที่ช่วยให้ไกลโคเลตสามารถเดินทางระหว่างช่องเซลล์เพื่อป้องกัน glycolate จากการใช้เส้นทางปกติผ่านเซลล์
ซึ่งแตกต่างจากการทดลองก่อนหน้านี้กับเส้นทางการรับแสงที่ออกแบบโดยมนุษย์ทีมงานของเซาท์ทดสอบการแวะไปทางแสงในพืชที่ปลูกในทุ่งนาภายใต้เงื่อนไขการทำฟาร์มในโลกแห่งความเป็นจริง การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมยาสูบผลิตชีวมวลมากกว่า 41 % กว่ายาสูบที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข
“ มันน่าตื่นเต้นมาก” ที่ได้เห็นว่าการปรับแต่งทางพันธุกรรมนี้ทำงานได้ดีเพียงใดในยาสูบ Veronica Maurino นักสรีรวิทยาพืชที่ Heinrich Heine University Düsseldorfในประเทศเยอรมนีไม่เกี่ยวข้องกับการวิจัย แต่“ คุณไม่สามารถพูดได้ว่า 'มันทำงานได้ตอนนี้มันจะทำงานได้ทุกที่'”
การทดลองกับพืชชนิดต่าง ๆ จะเปิดเผยว่าการแก้ไขการตอบสนองนี้สร้างประโยชน์เช่นเดียวกันกับพืชอื่น ๆ เช่นเดียวกับยาสูบหรือไม่ ทีมงานของ South กำลังดำเนินการทดลองเรือนกระจกเกี่ยวกับมันฝรั่งด้วยการดัดแปลงพันธุกรรมชุดใหม่และวางแผนที่จะทำการทดสอบที่คล้ายกันกับถั่วเหลืองถั่วลันเตาและข้าว
กระบวนการตรวจสอบสำหรับการดัดแปลงพันธุกรรมดังกล่าวที่จะได้รับการอนุมัติให้ใช้ในฟาร์มเชิงพาณิชย์รวมถึงการทดสอบภาคสนามเพิ่มเติมอาจจะใช้เวลาอย่างน้อยอีกห้าถึง 10 ปีAndreas Weber นักชีวเคมีพืชที่ Heinrich Heine University Düsseldorfผู้ร่วมเขียนคำอธิบายเกี่ยวกับการศึกษาที่ปรากฏในประเด็นเดียวกันของศาสตร์- ในระหว่างนี้เขาคาดหวังว่านักวิจัยจะพยายามออกแบบทางลัดการตอบสนองแบบโฟโต้ที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น แต่ทีมของเซาท์“ ตอนนี้ได้สร้างบาร์ที่ค่อนข้างสูง”
