مهندسی فرایند فتوسنتز وکارایی آن در بهبود عملکردگیاهان زراعی و باغی

جمعیت جهان در سال۲۰۵۰به بیش از ۹ میلیارد نفر خواهد رسید. با رشد روز افزون جمعیت و افزایش تقاضا برای غذا، در عین محدودیت منابع، تولید غذا برای تامین غذای سالم و کافی باید افزایش پیدا کند. فرایند فتوسنتزچون رمز وجود حیات بر روی کره زمین است بنابراین افزایش کارایی فتوسنتز در گیاهان به کمک مهندسی ژنتیک یکی از روش های کارآمد برای افزایش بهره وری و تولید غذای جمعیت روزافزون جهان است. در سال های اخیر، دستکاری فیتوکروم ها، انتقال ژن ipt از آگروباکتریوم به گیاهان جهت تاخیر در پیری برگ ها و حفظ محتوای کلروفیل، ارتقای واکنش های تاریکی در جهت افزایش میزان تثبیت ۲CO، تولید چندین نوع روبیسکو با ویژگی های عملکردی بهبود یافته با استفاده از مهندسی ژنتیک، دستکاری برگ درختان و قرار دادن نانولوله کربنی در آن در جهت افزایش بازده فرآیند فتوسنتز، بهینه سازی فتوسنتز با استفاده از تنوع ژنی در برخی گیاهان، اصلاح فرآیند فتوسنتز از طریق مهندسی ژن های مربوط به پروتئین ۱۲CP معطوف گشته است. در اثر دستکاری فتوسنتز، گازهای گلخانه ای به پلاستیک و سوخت های زیستی تبدیل گشته، قابلیت گیاهان برای حذف دی اکسیدکربن از اتمسفر دو تا سه برابر افزایش یافته، گیاهان قادر به فعالیت به صورت شبانه روزی شده و قادر به رشد و کشت به صورت چهار فصل گردیده اند. محققان با مهندسی فتوسنتز توانسته اند به مبارز با تغییرات آب و هوایی بپردازند. سوخت های فسیلی میزان دی اکسید کربن هوا را افزایش در حالی که گیاهان دی اکسید کربن هوا را جذب و جلوی گرم شدن زمین را می گیرند. دستکاری فتوسنتز، تبدیل دی اکسید کربن را به ترکیبات آلی تسریع بخشیده و به گیاهان کمک می کند نور خورشید بیشتری را جذب و عملکرد بالاتری داشته باشند. محققان با افزودن نانوفناوری به فرآیند فتوسنتز موفق به ساخت سیستم مصنوعی فتوسنتز شده اند که این سیستم قادر است با مصرف آب و انرژی خورشید، به تولید گاز هیدورژن و متان بپردازد. به اعتقاد محققان به کمک این سیستم می توان نیاز بشر به سوخت های فسیلی را کاهش و با تولید متان از منابع تجدیدپذیر مثل نور خورشید، آب و دی اکسیدکربن، نیاز آینده بشر به انرژی را تامین کرد.

کلیدواژه ها:

دستکاری ژنتیکی ، فتوسنتز ، عملکرد ، گازهای گلخانه ای