Фотосинтез прямо или косвенно является основой питания всех живых существ. Из углекислого газа и воды, связанных в процессе фотосинтеза, получают 90–95% сухого веса урожая. В результате фотосинтеза на Земле ежегодно образуется 150 млрд тонн органического вещества.
Ученые Иллинойсского университета нашли способ повысить его эффективность. В результате это позволит получать больше урожая, а в перспективе решить проблемы, связанные с нехваткой продовольствия.
Благодаря генной инженерии ученым удалось модифицировать растения табака так, чтобы они более эффективно превращали энергию солнечного света и углекислый газ в углеводы. Увеличив уровни экспрессии трех генов, участвующих в обработке света, они повысили выход табака на 20 процентов. Теперь ученые возьмутся за продовольственные культуры. В будущем любой земельный участок сможет дать бóльший урожай или производить такое же количество продовольствия как и прежде, но с меньшим количеством воды и удобрений.
Проект «Повышение эффективности фотосинтеза» (RIPE), в рамках которого идут исследования, финансирует Фонд Билла и Мелинды Гейтс. Его цель – улучшить урожайность продовольственных культур, таких как маниока и вигна, которые являются важными источниками калорий и белка во многих бедных странах. Ученые считают, что возможности фотосинтеза еще не достигли своих пределов. Растения превращают в биомассу менее 5 процентов энергии солнечного света. Еще меньшая часть энергии идет в те части растений, которые люди употребляют в пищу: семена, клубни, бобы.
Современное сельское хозяйство значительно улучшило урожайность благодаря селекции и удобрениям. Дальнейший рост производительности получить труднее. Именно поэтому группа RIPE нацелена на усовершенствование механизма метаболизма растений.