Menurut Pertubuhan Makanan dan Pertanian PBB, hampir 30% penduduk global mengalami kekurangan makanan pada tahun 2022, dan lebih 10% mengalami ketidakamanan makanan yang teruk. Untuk menangani isu ini, saintis sedang berusaha untuk meningkatkan hasil tumbuhan melalui kemajuan dalam fotosintesis. Walaupun hasil tumbuhan telah meningkat secara mendadak sepanjang abad yang lalu, penggunaan air juga meningkat tiga kali ganda. Penyelidik kini memberi tumpuan kepada meningkatkan kecekapan penukaran, yang merujuk kepada keupayaan tumbuhan untuk menukar sinaran suria kepada biojisim.
Para saintis di Universiti Illinois mengetuai projek yang dipanggil Merealisasikan Peningkatan Kecekapan Fotosintesis (RIPE) untuk mengubah suai tumbuhan secara genetik dan meningkatkan keupayaan fotosintesis mereka. Dengan mensimulasikan proses fotosintesis menggunakan komputer berkuasa, projek itu telah mengenal pasti pengubahsuaian genetik yang boleh meningkatkan hasil tumbuhan dengan ketara. Percubaan lapangan telah menunjukkan peningkatan hasil lebih daripada 20% dalam tanaman kacang soya.
Satu lagi pasukan di Wild Bioscience, sebuah spinout Universiti Oxford, menggunakan biologi pengiraan untuk meningkatkan bahagian daun yang boleh berfotosintesis dalam tanaman. Dengan mengaktifkan gen tertentu yang terdapat dalam tumbuhan liar, mereka telah mencapai peningkatan lebih 20% dalam biojisim benih. Kerja serupa sedang dilakukan pada jagung, dengan gen untuk fotosintesis C4 diaktifkan dalam gandum.
Kedua-dua projek ini melibatkan penyuntingan gen, yang berbeza daripada pengubahsuaian genetik (GM). Penyuntingan gen membuang atau mengaktifkan gen dalam genom tumbuhan dan bukannya memperkenalkan gen daripada spesies lain. Walaupun kerajaan UK baru-baru ini melonggarkan peraturan mengenai tanaman yang diedit gen, Kesatuan Eropah masih mempunyai peraturan yang ketat. Pengkritik berpendapat bahawa teknologi ini mengalihkan sumber daripada penyelesaian yang terbukti dan telah menimbulkan kebimbangan mengenai kemampanan dan keselamatan jangka panjang mereka.
Walaupun kemajuan dalam fotosintesis ini menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam persekitaran terkawal, saintis mengingatkan bahawa menghasilkan semula hasil ini merentasi pelbagai jenis dan wilayah mungkin mencabar. Selain itu, mungkin terdapat pertukaran, seperti daun yang lebih kecil atau peningkatan permintaan air, yang perlu dipertimbangkan. Walau bagaimanapun, dengan menggabungkan pelbagai teknik, penyelidik percaya bahawa hasil tanaman komersial boleh dipertingkatkan dengan ketara.
Sumber: Pertubuhan Makanan dan Pertanian PBB, Universiti Illinois, Biosains Liar, Friends of the Earth Europe, Imperial College London, Rothamsted Research.