Baca Juga: Krisis Pangan Akibat Iklim, Genetika Tanaman Buatan Jadi Solusinya
Baca Juga: Inovasi Panel Surya Guna Memecahkan Masalah Energi dan Pangan
Baca Juga: Harapan untuk Pangan: Fotosintesis Buatan Tanpa Sinar Cahaya Matahari
Fotosintesis, proses alami yang digunakan semua tanaman untuk mengubah sinar matahari menjadi energi dan hasil panen. Proses ini telah diperbaiki oleh para peneliti RIPE selama lebih dari satu dekade.
Dalam karya pertama dari jenisnya ini, kelompok tersebut meningkatkan konstruksi VPZ di dalam tanaman kedelai untuk meningkatkan fotosintesis. Mereka kemudian melakukan uji coba lapangan untuk melihat apakah hasil panen dapat ditingkatkan sebagai hasilnya.
Konstruksi VPZ mengandung tiga gen yang membuat kode protein dari siklus xantofil, yang merupakan siklus pigmen yang membantu dalam fotoproteksi tanaman.
Setelah berada di bawah sinar matahari penuh, siklus ini diaktifkan di daun untuk melindunginya dari kerusakan, memungkinkan daun membuang kelebihan energi.
Namun, ketika daun dinaungi (oleh daun lain, awan, atau matahari yang bergerak di langit) fotoproteksi ini perlu dimatikan agar daun dapat melanjutkan proses fotosintesis dengan cadangan sinar matahari.
Dibutuhkan beberapa menit bagi tanaman untuk mematikan mekanisme perlindungan, menghabiskan waktu berharga tanaman yang dapat digunakan untuk fotosintesis.
Ekspresi berlebihan dari tiga gen dari konstruksi VPZ mempercepat proses, jadi setiap kali daun bertransisi dari terang ke teduh, proteksi foto mati lebih cepat.
Daun memperoleh menit fotosintesis ekstra yang, bila ditambahkan sepanjang musim tanam, meningkatkan laju fotosintesis total.
Penelitian ini menunjukkan bahwa meskipun mencapai peningkatan hasil lebih dari 20 persen, kualitas benih tidak terpengaruh.
"Meskipun hasil yang lebih tinggi, kandungan protein biji tidak berubah. Ini menunjukkan beberapa energi ekstra yang diperoleh dari peningkatan fotosintesis kemungkinan dialihkan ke bakteri pengikat nitrogen di nodul tanaman," kata Direktur RIPE Stephen Long yang juga ketua Ikenberry Endowed University.