نمونه‌ای بارز برای تعریف تولیدات گیاهی تراریخته
نمونه‌ای بارز برای تعریف تولیدات گیاهی تراریخته
مجله علمی ایلیاد - گیاهان در واقع کارخانه‌هایی هستند که با مواد اولیه‌ای مانند نور و دی‌اکسیدکربن، تولیدات خود را به سرانجام می‌رسانند. بخشی از این فرآیند تولید، «فوتوسنتز» نام دارد. دانشمندان دانشگاه اسکس انگلستان، برای بهینه کردن تولید گیاهان بر روی فوتوسنتز تمرکز کرده‌اند و توانسته‌اند تولید گیاهان مزارع را تا ۲۷ درصد افزایش دهند. نتایج مطالعات به‌عنوان سومین پیشرفت عمده در زمینه‌ی بازدهی فوتوسنتز در مجله‌ی Nature Plants منتشر شده است.
دکتر «پاتریشیا لوپز» به‌عنوان سرپرست این تحقیق، می‌گوید: «مانند خط تولید یک کارخانه، تولید در گیاهان نیز محدودیت کندترین فرآیند تولید را دارد. ما برخی از مراحل کندتر فرآیند فوتوسنتز را شناسایی کرده‌ایم و توانسته‌ایم کاری کنیم که گیاه بتواند این مراحل را با سرعت بیشتری انجام دهد.»
پروژه‌ای به نام «RIPE» در دانشگاه ایلینویز آمریکا تعریف شده است که هدف آن افزایش تولید محصولات کشاورزی از طریق بهبود فوتوسنتز است. این پروژه توسط بنیاد «بیل و ملیندا گیتس» حمایت مالی می‌شود.
محققین برای اینکه کشف کنند کدام بخش از فوتوسنتز محدودکننده‌ی سرعت این فرآیند است، ۱۷۰ مرحله‌ی این فرآیند را مدلسازی کردند تا بفهمند گیاهان چگونه می‌توانند شکر را با بازدهی بالاتری طی فوتوسنتز تولید کنند. آن‌ها با شناسایی دو محدودیت در این فرآیند، توانستند تولید گیاهان را تا ۲۷ درصد افزایش دهند؛ یکی از این محدودیت‌ها در بخش اول فوتوسنتز قرار دارد که در آن گیاه انرژی خورشیدی را به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کند و محدودیت دیگر در بخش دوم است که دی‌اکسیدکربن به شکر تبدیل می‌شود. در فرآیند فوتوسنتز، نور جذب شده و تبدیل به انرژی شیمیایی می‌شود. یک پروتئین به نام «پلاستوسیانین» الکترون‌ها را در سیستم کارخانه‌ای گیاه حرکت داده و فرآیند فوتوسنتز را انرژی می‌دهد.
این پروتئین وابستگی زیادی به گیرنده‌های خود دارد و در برخی مواقع حرکت الکترون‌ها را به صورت کارآمد انجام نمی‌دهد. محققین این ضعف را با دادن قسمتی از کار پلاستوسیانین به پروتئین حمل‌کننده‌ی دیگری به‌نام «سیتوکروم» پوشش داده‌اند. پلاستوسیانین برای عملکرد خود به مس نیاز دارد، ولی سیتوکروم به آهن نیاز دارد. هر کدام از این عناصر بیشتر در دسترس باشند، گیاه از پروتئین مربوط به‌عنوان حمل‌کننده‌ی الکترون‌ها استفاده می‌کند.
تیم محققین در مرحله‌ی بعد تلاش کردند تا چرخه‌ی کلوین-بنسون که طی آن دی‌اکسیدکربن به شکر تبدیل می‌شود را بهبود بخشند. در این چرخه، آنزیمی به‌نام «SBPase» نقش دارد. محققین با دست بردن در این چرخه نیز توانستند استفاده از آب را در گیاه بهینه کنند.
ترکیب این دو دستکاری در فرآیند فوتوسنتز باعث شده است که در گلخانه، تولید گیاهان ۵۲ درصد افزایش پیدا کند. انجام این کارها بر روی گیاهانی که در زمین‌های کشاورزی معمولی کاشته شده‌اند، باعث افزایش ۲۷ درصدی محصولات آن‌ها شده است که به آن‌ها عملکردهای تراریخته گفته می‌شود و برخلاف شایعات و تئوری‌های توطئه‌ی رایج در عموم جوامع خطری برای انسان ندارند.