Superpszenica może wykarmić cały świat i pomóc ocalić ludzkość
Pszenica stanowi jedną z podstaw światowego systemu żywnościowego. Rosnące temperatury i coraz częstsze susze sprawiają jednak, że w wielu regionach jej produkcja może stanąć pod znakiem zapytania. Nowe badania dają nadzieję na stworzenie odmian tego zboża odpornych na ekstremalne warunki i zmiany klimatyczne.
To właśnie pszenica stała u podstaw całej naszej cywilizacji. Ta bliskowschodnia dzika trawa, po opanowaniu przez człowieka technik pozwalających uprawiać ją na wielką skalę, pozwoliła wyżywić setki tysięcy ludzi, stworzyć miasta, cywilizacje i złożone kultury. Dziś zboże jest uprawiane na niemal całym świecie, dostarczając 20 proc. kalorii spożywanych przez ludzi.
Uparty gen pszenicy
Światowa produkcja pszenicy jest jednak zagrożona. Dzięki globalnemu ociepleniu wywołanemu przez człowieka nasza planeta stoi w obliczu coraz dotkliwszych fal upałów, susz i pożarów, które mogą niszczyć zbiory, wywołując powszechny głód.
Nowe badania, prowadzone przez naukowców z John Innes Center w Norwich, dają jednak nadzieję na uniknięcie najgorszego. Pracują oni nad uczynieniem pszenicy bardziej odporną na upały i suszę. Badacze przygotowują się właśnie do prób zasiewu zupełnie nowej odmiany, stworzonej częściowo dzięki edycji genów.
Pszenica stanowi dziś podstawę diety 4,5 mld ludzi. Spośród nich około 2,5 mld w 89 krajach jest całkowicie uzależnionych od pszenicy jako podstawy ich codziennego wyżywienia, jej uprawa jest więc niezwykle ważna dla całego globalnego systemu żywnościowego. Problemem, przed którym stanęli naukowcy, była złożoność genomu pszenicy. Ludzie mają jeden, odziedziczony po ludziach genom. Pszenica dysponuje dwoma lub trzema genomami odziedziczonymi po przodkach.
Aby kontrolować różne geny i chromosomy, pszenica nabyła gen stabilizujący, który segreguje różne chromosomy w różnych genomach. Jednak gen ten hamuje również jakąkolwiek wymianę chromosomów z dzikimi krewnymi pszenicy, udaremniając wysiłki genetyków próbujących stworzyć nowe odmiany o korzystnych właściwościach.
Badania nad superpszenicą trwają kilkadziesiąt lat
"Dzicy krewniacy mają naprawdę przydatne cechy - odporność na choroby, tolerancję na sól, ochronę przed gorącem. To cechy, które sprawiają, że jest bardziej wytrzymała i łatwa w uprawie" - mówił "Guardianowi" prof. Graham Moore kierujący badaniami. "Ale ten gen powstrzymał asymilację tych cech". Gen ten był więc "świętym Graalem" genetyków pracujących nad pszenicą. "Pszenica - pomimo jej kluczowego znaczenia dla wyżywienia świata - okazała się najtrudniejszą do zbadania ze wszystkich głównych roślin uprawnych" - mówił badacz.
Prace zajęły kilkadziesiąt lat, ale naukowcom z John Innes Center udało się wreszcie osiągnąć cel. Zidentyfikowali kluczowy gen, znany jako Zip4.5B i stworzyli jego zmutowaną wersję, która pozwala genowi wykonywać jego główną funkcję - umożliwiać prawidłowe parowanie chromosomów pszenicy i utrzymywać plony - ale której brakuje zdolności do blokowania wprowadzania do genomu cech pochodzących z dzikiej pszenicy.Badacze będą teraz sprawdzać to, jak zboża zachowują się w różnych warunkach. Zmodyfikowana genetycznie pszenica będzie teraz testowana na polach eksperymentalnych w Hiszpanii, by sprawdzić, które odmiany najlepiej poradzą sobie z ekstremalnymi temperaturami.
