Anonim

"Pemuliaan kecepatan" yang terinspirasi NASA "meningkatkan produksi gandum tiga kali lipat

Ilmu

Nick Lavars

2 Januari 2018

7 gambar

Teknik pemuliaan kecepatan dikembangkan oleh para ilmuwan di University of Sydney, University of Queensland (UQ) dan John Innes Center

Planet kita diharapkan menjadi tuan rumah tambahan dua miliar orang pada tahun 2050, tetapi jumlah lahan subur yang kita harus bekerja dengan tidak akan berubah banyak. Bagaimana tepatnya kita akan memberi makan semua mulut lapar ini adalah masalah yang dihadapi para ilmuwan dari setiap sudut, termasuk menciptakan sapi tahan panas, pertanian vertikal, dan hamburger yang tumbuh di laboratorium. Para peneliti sekarang melaporkan kemajuan di bidang yang terinspirasi NASA yang dikenal sebagai "pemuliaan kecepatan" yang bergantung pada rezim pencahayaan yang intens untuk menumbuhkan tanaman beberapa kali lebih cepat, dan meningkatkan kesehatan mereka pada saat yang bersamaan.

Dikembangkan oleh para ilmuwan di University of Sydney, University of Queensland (UQ) dan John Innes Center, teknik ini dibangun berdasarkan penelitian yang diujicobakan oleh NASA lebih dari satu dekade yang lalu sebagai cara menghasilkan makanan selama misi ruang angkasa. Ia melihat tanaman yang dibangkitkan di sini di Bumi di dalam sebuah rumah kaca, di bawah LED murah berkelanjutan yang memancarkan cahaya pada panjang gelombang tertentu untuk meningkatkan fotosintesis.

"Spektrum yang sangat merah itu penting untuk memicu pertumbuhan reproduksi dan juga intensitas cahaya untuk tanaman sehat yang sehat, " kata rekan penulis studi dan Peneliti Senior UQ, Lee Hickey, mengatakan kepada New Atlas.

Menggunakan pengaturan pencahayaan yang dibuat dengan hati-hati, tim ini mampu menumbuhkan enam generasi tanaman gandum, kacang panjang dan barley dan empat tanaman kanola dalam satu tahun, dibandingkan dengan dua atau tiga di rumah kaca atau satu generasi di lapangan. Ia mengatakan itu juga bekerja untuk kacang tanah, bayam dan kacang, dan mengharapkannya untuk bekerja untuk bunga matahari, lada dan lobak.

"Di rumah kaca saat ini kami menggunakan lampu uap sodium bertekanan tinggi dan ini cukup mahal dalam hal permintaan listrik, " kata Hickey. "Dalam makalah kami, kami menunjukkan bahwa populasi gandum dan barley dapat tumbuh pada kepadatan sekitar 900 tanaman per meter persegi, sehingga dalam kombinasi dengan sistem lampu LED, ini menyajikan kesempatan menarik untuk meningkatkan operasi untuk penggunaan industri."

Hickey mengatakan teknik pemuliaan kecepatan memiliki potensi untuk tidak hanya meningkatkan hasil panen bagi petani, tetapi juga menghasilkan tanaman dengan kualitas yang lebih baik. Tim ini membandingkan fitur pabrik seperti jumlah anakan dan biji-bijian per lonjakan untuk mereka yang tumbuh di bawah kondisi rumah kaca biasa, menemukan bahwa sering kali tanaman yang dibesarkan dengan kecepatan keluar di atas. Budidaya tanaman secepat ini telah dimungkinkan sebelumnya, tetapi menghasilkan spesimen yang sehat yang dibandingkan dengan kesepakatan nyata belum begitu mudah.

"Orang-orang berkata Anda mungkin bisa membuat tanaman dengan cepat, tetapi mereka akan terlihat kecil dan tidak penting, dan hanya menyisakan beberapa biji, " kata Dr Brande Wulff dari John Innes Centre, penulis utama di atas kertas. "Faktanya, teknologi baru ini menciptakan tanaman yang terlihat lebih baik dan lebih sehat daripada mereka yang menggunakan kondisi standar. Seorang rekan kerja tidak bisa percaya ketika pertama kali melihat hasilnya."

Dan bersepeda melalui generasi pada tingkat yang lebih cepat dapat memiliki konsekuensi untuk menguji dan mengembangkan kombinasi genetik yang lebih tangguh dan cocok untuk iklim yang berbeda. Meskipun teknik pemuliaan kecepatan tidak memasukkan teknologi GM seperti yang berdiri, tim mengatakan bahwa jika digabungkan, keduanya memiliki potensi besar.

"Perkembangbiakan cepat adalah metode 'non-GM ' untuk mempercepat pengembangan tanaman kita, " kata Hickey. "Ini adalah berita bagus untuk tanaman seperti gandum, di mana GM tidak diterima. Namun, kami menunjukkan dalam makalah kami bahwa teknologi GM sangat kompatibel dengan pemuliaan kecepatan. Saya percaya keuntungan terbesar dari perkawinan kecepatan akan menjadi integrasi yang sukses dari alat ini." dengan teknologi pemuliaan tanaman lainnya, seperti genomik atau CRISPR. "

Sementara teknologi telah diuji di laboratorium sejauh ini, itu menarik minat dari industri. Sebagai contoh, perusahaan Australia Dow AgroSciences telah menggunakan pembibitan kecepatan untuk mengembangkan varietas gandum dengan resistensi yang lebih besar terhadap pertumbuhan pra-panen.

"Saya ingin berpikir bahwa dalam 10 tahun dari sekarang Anda bisa masuk ke lapangan dan menunjuk ke tanaman yang atribut dan sifatnya dikembangkan menggunakan teknologi ini, " kata Wulff.

Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Nature Plants, dan Anda dapat mendengar dari Hickey dalam video di bawah ini.

Sumber: Universitas Queensland, John Innes Centre

Dr Lee Hickey di rumah kaca

Dr Lee Hickey di rumah kaca

Teknik pemuliaan kecepatan dikembangkan oleh para ilmuwan di University of Sydney, University of Queensland (UQ) dan John Innes Center

Para peneliti mengatakan teknik pemuliaan kecepatan mereka memiliki potensi untuk tidak hanya meningkatkan hasil panen bagi petani, tetapi juga menghasilkan tanaman dengan kualitas yang lebih baik

Teknik pemuliaan kecepatan dikembangkan oleh para ilmuwan di University of Sydney, University of Queensland (UQ) dan John Innes Center

Planet kita diperkirakan akan menjadi tuan rumah tambahan dua miliar orang pada tahun 2050, tetapi jumlah lahan subur yang kita harus bekerja dengan tidak akan berubah banyak

Penulis utama dari studi Dr Brande Wulff dari John Innes Center

Direkomendasikan Pilihan Editor