Przeszczepy skórek warzyw. Kontrowersyjna metoda czy normalna praktyka?

W klasycznym szczepieniu roślin część jednej odmiany - np. łodygę - łączy się z systemem korzeniowym innej. Dzięki temu można połączyć zalety obu, na przykład smak i odporność na choroby. Ale nowa technika KeyGene idzie o krok dalej - zamiast klasycznego szczepienia uzyskuje się tzw. chimery szczepowe, w których zewnętrzna warstwa (skórka) pochodzi z jednej rośliny, a tkanki wewnętrzne z drugiej. Roślina nie stanowi po prostu np. połączenia gałęzi jednego gatunku z pniem drugiego, a mieszankę ich cech.

„To coś zupełnie nowego - nie krzyżujemy odmian, tylko robimy przeszczep powierzchniowy, niczym transplantację skóry” - tłumaczy dr Jeroen Stuurman z firmy KeyGene, cytowany przez New Scientist.

Kluczową cechą chimery szczepowej jest to, że może być rozmnażana z bulw, bez konieczności ponownego szczepienia każdej rośliny. W przypadku ziemniaków oznacza to, że nowe odmiany można uprawiać jak zwykle - nie zmieniając techniki produkcji. Przeszczep wystarczy przeprowadzić raz, by trwale wytworzyć nową odmianę, która następnie może być na masową skalę uprawiana przez rolników.

Firma KeyGene stworzyła np. odmianę ziemniaka o skórce Pimpernel i miąższu Bintje - popularnej odmiany używanej m.in. w produkcji frytek. Ten chimeryczny ziemniak jako pierwsza wytworzona w ten sposób roślina na świecie został objęty tzw. prawem do ochrony odmian roślin, czyli odpowiednikiem prawa autorskiego w rolnictwie.

„To sygnał, że możemy przejść do kolejnego etapu - komercjalizacji i tworzenia odmian odpornych na szkodniki i suszę” - mówi Stuurman.

Jak to możliwe, że można uzyskać roślinę z “bulwami Frankensteina”? Odpowiedź kryje się w biologii merystemów - stref wzrostu roślin. Pęd rośliny zawiera trzy warstwy komórek macierzystych. Jedna z nich tworzy skórkę, pozostałe odpowiadają za tkanki wewnętrzne. Gdy na styku szczepionych roślin pojawi się pęd, może on przypadkiem przyjąć komórki z dwóch różnych warstw - i tak powstaje chimera.

Zwykle jest to rzadkie i nieprzewidywalne. Przykładowo, słynna Bizzarria - cytrus o liściach i owocach zawierających cechy zarówno cytryny, jak i gorzkiej pomarańczy - powstała przypadkiem w XVI wieku. Ale technologia KeyGene po raz pierwszy pozwala tworzyć takie chimery celowo i w sposób powtarzalny.

To, co roślina „ma na zewnątrz”, może być kluczowe dla jej przetrwania. Wiele cech ochronnych - takich jak obecność włosków (trichomów), które zniechęcają owady lub wydzielają lepkie substancje - znajduje się właśnie na powierzchni rośliny.

„Trichomy są trudne do przeniesienia za pomocą klasycznej hodowli - wymagają współdziałania wielu genów” - tłumaczy Stuurman. - „Dzięki naszej metodzie można je po prostu przeszczepić”.

To oznacza, że odmiana warzywa o doskonałym smaku, ale wrażliwa na szkodniki, może dostać „pancerz” odmiany bardziej odpornej - bez potrzeby modyfikacji genetycznej.

Technologia została już przetestowana na pomidorach, ziemniakach, bakłażanach i paprykach. W jednym z eksperymentów udało się połączyć paprykę słodką z ostrą - uzyskując roślinę z ostrą „skórką” i łagodnym wnętrzem.

To otwiera nowe możliwości - zarówno dla rolników, jak i konsumentów. Owoce o różnych właściwościach smakowych, zapachowych i teksturalnych mogą być produkowane w nowych kombinacjach, bez skomplikowanych procedur hodowlanych czy kontrowersyjnej inżynierii genetycznej.

Do tej pory chimery szczepowe miały tendencję do niestabilności - mogły „rozpadać się” i wracać do jednej z pierwotnych form, na podstawie których wytworzono odmianę. Ale uzyskanie prawa do ochrony odmiany wskazuje, że KeyGene udało się pokonać ten problem.

„Nowością jest stabilność takiej chimery, co pozwala traktować ją jako normalną, komercyjną odmianę” - komentuje prof. Colin Turnbull z Imperial College London.

Chociaż nie znamy wszystkich szczegółów metody KeyGene - firma zachowuje je w tajemnicy - wiadomo, że wykorzystano ją już do stworzenia wielu odmian roślin, które nie byłyby możliwe do uzyskania tradycyjnymi metodami. W przeciwieństwie do GMO, nie dochodzi tu do bezpośredniej manipulacji genami - roślina pozostaje „naturalna” w sensie technologicznym.

To ważne dla producentów żywności, którzy chcą oferować innowacyjne produkty bez narażania się na regulacje dotyczące organizmów modyfikowanych genetycznie.

Stuurman podkreśla, że szczególnie w przypadku ziemniaków - które i tak rozmnaża się z bulw, a nie z nasion - nic nie stoi na przeszkodzie, by nowa technologia trafiła do rolników już dziś. „Nie trzeba zmieniać sposobu uprawy. Można po prostu zasadzić nowe bulwy” - mówi.

„To naprawdę fascynujące, że udało się stworzyć stabilne chimery szczepowe o cechach istotnych komercyjnie” - ocenia dr Charles Melnyk z Uniwersytetu Rolniczego w Uppsali. - „Nie słyszałem wcześniej, by coś takiego udało się na skalę przemysłową”.

W dalszej perspektywie możliwe będzie projektowanie warzyw o cechach skrojonych na miarę. Owoce odporniejsze na pleśń. Pomidory mniej podatne na pękanie. Papryki nieprzyciągające mszyc. A może ziemniaki o lepszej trwałości lub łatwiejsze w obieraniu?

Chimery szczepowe mogą też stać się rozwiązaniem w rolnictwie w czasach zmian klimatu - dając roślinom lepszą ochronę przed suszą czy nowymi szkodnikami bez konieczności tworzenia nowych odmian od zera, a z wykorzystaniem wyjątkowych cech, jakie już dziś, na mniejszą skalę, wykazują pewne odmiany popularnych roślin.