Design av fotosyntes för framtidens matproduktion
- Diarienummer
- ARC19-0051
- Projektledare
- Strand, Åsa
- Start- och slutdatum
- 200801-250731
- Beviljat belopp
- 50 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Umeå University
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Växter är grunden för världens matproduktion. En ökande befolkning och klimatförändringar kräver nya grödor som ger ökad avkastning. Skördeavkastningen måste öka med 100% fram till 2050 för att möta det framtida matbehovet för den globala befolkningen. Att lösa denna akuta jordbrukskris är en av samhällets största utmaningar. Inom detta forskningscentrum kommer vi att utnyttja två olika tillvägagångssätt för att öka fotosynteskapaciteten hos våra jordbruksgrödor. Vi kommer att modifiera växterna så att de kan utnyttja ljusenergin på ett mer effektivt sätt. Vidare kommer vi identifiera negativa regleringspunkter hos Calvin-Benson-Bassham-cykeln, som fixerar koldioxiden i växternas kloroplaster. Inom båda forskningslinjerna samlar vi information från cyanobakterier, som utvecklats parallellt med kloroplaster från en gemensam förfader, men som har mer effektiv fotosyntes jämfört med växter. I nära samarbete med vår industripartner, SweTree Technologies kommer vi att testa våra strategier för grödor med ökat avkastning. Forskarna inom Centret har samlad expertis inom växtfysiologi, biofysik och bioteknik, och de planerade interaktionerna med andra ledande internationella konsortier, gör det möjligt att uppfylla de ambitiösa målen. Centret kommer att positionera Sverige som en ledande miljö för fotosyntesforskning och samtidigt bidra till att lösa en av de mest angelägna frågorna i dagens samhälle, livsmedelssäkerhet.
Populärvetenskaplig beskrivning
Växter är grunden för världens matproduktion. En ökande befolkning och klimatförändringar kräver nya grödor som ger ökad avkastning. Skördeavkastningen måste öka med 100% fram till 2050 för att möta det framtida matbehovet för den globala befolkningen. Mark för odling är en begränsande faktor då det inte finns mycket ny mark som kan odlas upp, i alla fall inte utan allvarliga miljöskador. Vidare krymper de markarealer som idag finns tillgängliga för odling på grund av erosion och torrare klimat. Detta betyder att vi måste producera mer mat på den mark som redan är uppodlad. För att klara detta måste vi utveckla nya grödor som kan öka vår avkastning. Att lösa denna akuta jordbrukskris är en av största utmaningar vårt samhälle står inför. Fotosyntesen är grunden för livet på jorden. Växter, alger och cyanobakterier som innehåller klorofyll har förmågan att utnyttja solljuset för att omvandla vatten och koldioxid till socker och syre. Att öka effektiviteten hos fotosyntesen är lösning på livsmedelskrisen som just nu utforskas med lovande resultat inom flera stora forskningscentra världen över. Vi i Sverige behöver också bidra till denna typ av forskning. I synnerhet då vi har en mycket stark forskningstradition inom fotosyntesforskning. Vi föreslår härmed att bilda ett svenskt forskningscentrum som skall komplettera pågående internationell forskning med att försöka göra fotosyntesen mera effektiv. Vi kommer använda två olika tillvägagångssätt för att öka fotosynteskapaciteten hos våra jordbruksgrödor. Vi kommer att modifiera växterna så att de kan utnyttja ljusenergin på ett mer effektivt sätt. Vidare kommer vi identifiera negativa regleringspunkter hos Calvin-cykeln, som fixerar koldioxiden i växternas kloroplaster. För att göra dessa förändringar i växternas genom kommer vi att använda den så kallade gensaxen, CRIPSR/cas9. Då vi fått fram preliminära data med vår modellväxt Arabidopsis thaliana, eller backtrav, kommer vi att överföra denna kunskap till grödor som är mest relevanta för svenskt jordbruk såsom, vete, raps och potatis. Detta arbete kommer att vi att utföra i nära samarbete med vår industripartner, SweTree Technologies. Forskarna inom Centret har samlad expertis inom växtfysiologi, biofysik och bioteknik, och de föreslagna forskningsaktiviteterna kommer att positionera Sverige som en ledande miljö för fotosyntesforskning och samtidigt bidra till att lösa en av de mest angelägna frågorna i dagens samhälle, livsmedelssäkerhet.