Hvordan kan afgrøder klare sig bedre i tørke?

Tørke, der ødelægger afgrødeproduktionen, vil kun blive værre i de kommende år. Sidste år kostede Californiens værste tørke i årtier statens landmænd 1 milliard dollars i tabte indtægter oven i omkostningerne ved at pumpe vand for at holde afgrøder i live, en undersøgelse fra University of California, Davis, viste.

En gensplejset plante (vist nedenfor) reagerer på et sprøjtet kemikalie ved at tilbageholde mere vand end den konventionelle version (vist ovenfor).

En vis tørketolerance er blevet avlet til afgrøder over tid. Faktisk landbrugsvirksomheder som Monsanto, DuPont Pioneer , og Syngenta sælger sorter af majs, der faktureres som tørketolerante. De menes at hjælpe landmændene beskedent med at opretholde udbyttet under tørre forhold. Men i håb om at højne kvaliteten og mængden af ​​fødevarer, der dyrkes med mindre vand, markant, leder forskerne stadig efter nye avlsmetoder og bioteknologier. Deres mål er for majs og andre afgrøder - især hvede og ris -for at modstå lav nedbør endnu bedre uden at skade udbyttet under normale forhold.

Her er nogle nyere undersøgelser, der indikerer de fremskridt, der gøres.

Tilbageholdelse af vand efter behov

Planter forbruger normalt kun en lille del af det vand, de tager ind og slipper resten ud i luften gennem porer i deres blade, kaldet stomata. I tørre perioder producerer mange planter naturligt et hormon kaldet abscisinsyre (ABA), som binder sig til en receptor i planten og lukker stomata, så vandet ikke kan slippe ud. Nu har forskere ved University of California, Riverside, genmodificeret den blomstrende plante Arabidopsis , almindeligt i laboratorieforsøg, så det reagerer på et almindeligt fungicid, som om det var ABA. Tanken er, at det kan blive muligt at udløse tørketolerance efter behov i afgrøder, der ikke allerede har det. Det Natur undersøgelse blev offentliggjort i februar.

Tørre klima

Forskere i Australien og Storbritannien har fundet ud af, at de muligvis er i stand til at konstruere planter til at klare sig bedre i en fremtid, hvor nogle områder er meget tørrere, og hele atmosfæren indeholder mere kuldioxid. Forskerne modificerede et gen, der styrer tætheden af ​​en plantes stomata. Ved at få genet til at overudtrykke sig selv, gjorde de det muligt for planten at holde på mere vand, hvilket betyder, at den ville klare sig godt under tørkeforhold. Arbejdet blev udført i Arabidopsis blade, men forskerholdet vil nu teste den genetiske modifikation i en meget brugt afgrøde (det har ikke afsløret hvilken) for at observere dens udbytte og kvalitet, siger Peter Franks, lektor ved University of Sydney og hovedforfatter til et papir udgivet i Ny fytolog .

Vandsensor

Duke-forskere har identificeret genet forbundet med planters evne til at fornemme, hvor meget vand der er tilgængeligt. Planter øger deres cellers calciumniveauer, når der er knaphed på vand, hvilket igen udløser andre reaktioner, der kan hjælpe dem med at overleve. Duke lektor Zhen-Ming Pei siger, at yderligere forskning i genet kan føre til afgrøder, der reagerer hurtigere på tørke. Forskningen blev offentliggjort i Natur august sidste år.

Scanning for gener

Nye DNA-analyseteknologier hjælper forskere med at identificere gener eller genvariationer, der kan være nyttige til at avle bedre afgrøder. I en nylig PLOS ET papir, undersøgte avlseksperter fra Texas A&M, om lave lokale majsudbytter kunne forklares med, at Texas-bønder brugte sorter designet til midtvestlige stater, som har køligere og vådere vækstperioder. Forskerne identificerede visse genetiske markører, der kunne knyttes til egenskaber - inklusive tørketolerance - som ville øge majsproduktionen i Texass klima. De brugte den information til at udvikle en ny type majs, som skal testes i Texas til sommer.

Takeaway:

Videnskab kan Hjælp afgrøder modstår tørkeforhold. Men at udvikle nye versioner tager generelt lang tid - så meget som syv år for nye varianter i udvikling i dag, siger Texas A&M Universitys Seth Murray.

Selv sorter lavet til at modstå tørke har stadig brug for noget vand for at overleve. Alligevel kan disse sorter gøre en forskel i områder, hvor kunstvanding eller vanding ikke er økonomisk. I marts blev Internationalt majs- og hvedeforbedringscenter lancerede et femårigt program for at levere tørkeresistent majs til omkring 400.000 små gårde i Afrika.

Har du et stort spørgsmål? Send forslag til [email protected].

skjule