على مدى السنوات الإحدى عشرة الماضية ، حاول العلماء تحويل مزارع الأرز إلى نباتات فعالة لعملية التمثيل الضوئي ، والتي ستنتج 50٪ من الحبوب في ضوء الشمس ، دون الحاجة إلى المزيد من الأراضي والمياه.
نشأت الفكرة بسبب المخاوف من أن البحوث التقليدية ، والتي تؤدي إلى زيادة العائد السنوي بنسبة 1 ٪ فقط ، لن تكون كافية لتلبية الطلب المتزايد باستمرار. كانت الخطة تهدف إلى تغيير الأرز بطريقة تجعل تشريح الأوراق به يزيد من كفاءة التمثيل الضوئي ، مما سيزيد بشكل كبير من محصول واحد من أكثر الحبوب استهلاكًا في العالم.
أصبح الأرز البري الآن - أوري دهان (Porteresia coarctata) - الذي ينمو في الأفواه المالحة في بنغلاديش ، قد أحيا الأمل في تحقيق اختراق محتمل في تغيير بنية نباتات الأرز. وجد العلماء البنغلاديشيون عناصر ذات كفاءة أكبر في التمثيل الضوئي في أوري دانا.
انظر أيضا:يحاول علماء من المعهد الدولي لبحوث الأرز (IRRI) في الفلبين ، الذين يعملون جنبًا إلى جنب مع باحثين من 12 مؤسسة في ثمانية بلدان كجزء من مشروع C4 Rice الذي مدته 20 عامًا ، توصيل عينات من Uri Dhana إلى Los Banos ، مقر IRRI لدمج.
خلال عملية التمثيل الضوئي ، تأخذ النباتات ثاني أكسيد الكربون والماء والضوء وتحولها إلى سكر وأكسجين. ثم يتم استخدام السكر من قبل النباتات للغذاء ، ويتم إطلاق الأكسجين في الجو. يستخدم الأرز مسار التمثيل الضوئي C3 ، وهو أقل كفاءة بكثير في الظروف الحارة والجافة من مسار C4 المستخدم من قبل النباتات الأخرى ، مثل الذرة وقصب السكر والذرة الرفيعة. اعتقد العلماء أنه إذا كان الأرز قد "يتحول" إلى استخدام التمثيل الضوئي C4 ، فإن إنتاجيته ستزيد بنسبة 50 ٪. 
وشرح البروفيسور زيب إسلام سراج: "الذرة والذرة الرفيعة وقصب السكر عبارة عن ممغنط ضوئي C4 ، والأرز C3. إن مضادات التمثيل الضوئي C4 أكثر كفاءة في امتصاص الطاقة." وقالت إن معامل C4 ، مثل الذرة والذرة البيضاء ، أكثر فعالية في استيعاب الكربون من الأنواع C3 ، وبالإضافة إلى ذلك ، فإنها تظهر كفاءة أعلى للمياه ، وكفاءة استخدام النيتروجين أعلى ومقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة.
نوصي بالقراءة:يعتمد أكثر من ثلاثة مليارات شخص ، من بينهم 160 مليون في بنغلاديش ، على الأرز للبقاء على قيد الحياة ، وبسبب النمو السكاني المتوقع والاتجاه العام نحو التحضر والأرض. كان هناك ما يكفي من الأرز في عام 2010 لإطعام 27 شخصا.
تم تطوير مشروع C4 Rice لأول مرة من قِبل جون شيهي ، عالم فسيولوجيا النبات الذي قاد مجموعة التركيب الضوئي التطبيقي في معهد البحوث التطبيقية IRRI من عام 1995 إلى عام 2009. وقدرت تكلفة المشروع بحوالي 5 ملايين دولار سنويًا. في أكتوبر 2008 ، خصصت مؤسسة بيل وميليندا غيتس منحة قدرها 11.1 مليون دولار لـ IRRI لبدء الدراسة. المشروع حاليًا في المرحلة الثالثة (2015-2019).
