A kutatók most olyan génszerkesztett búzát hoztak létre, amely ellenáll a gombafertőzésnek, anélkül, hogy a gabona növekedését visszafogná. A tudósok szerint a módszer más növényeknél, például szamócánál és uborkánál is működhet – számol be a Science.org.
Ha további kutatások megerősítik, hogy a termésmennyiséget nem befolyásolja a génmódosítás, az óriási előrelépés lesz a búzatermesztők számára – mondta Beat Keller növénybiológus a Zürichi Egyetemről, aki nem vett részt a munkában.
„Az ehhez hasonló előrelépésekre nagy szükség van” – teszi hozzá Peter van Esse növénypatológus a Sainsbury Laboratóriumból, aki szintén nem vett részt a kutatásban.
Egyes növények természetes módon ellenállnak a lisztharmatnak. Az 1940-es években etiópiai expedíciók során a tudósok olyan helyi árpafajtákat fedeztek fel, amelyeket nem fertőzött meg a gomba. De ezek a növények és a növénynemesítők által létrehozott későbbi változatok nem fejlődtek olyan jól, és kisebb volt a termésátlaguk is. A nemesítőknek az 1980-as évekre folyamatos erőfeszítésekkel sikerült olyan árpatípusokat létrehozniuk, amelyek viszonylag jól ellenálltak a gombának, és elég erőteljesen növekedtek ahhoz, hogy a gazdák számára vonzóak legyenek.
Ezek a továbbfejlesztett árpatípusok figyelemre méltó sikert arattak.
Ellentétben a növények különféle betegséggel szembeni ellenálló képességével, amelyet a kórokozók előbb-utóbb leküzdenek, ezekben a fajtákban a lisztharmat elleni védelem évtizedekig fennmaradt.
Ez egy MLO nevű génnek köszönhető, amelynek mutációja valahogy megakadályozza, hogy a gomba megfertőzze az árpát. Egyrészt a spórák behatolásakor a növényi sejtfalak gyorsan megvastagodnak, míg a közeli sejtek „öngyilkosok” lesznek.
A búzanemesítőknek azonban nem sikerült ezt reprodukálni. Búzában az MLO mutációi gyatra növekedésű növényeket eredményeznek, amelyek általában 5 százalékkal kevesebb termést adnak, mint a többi fajta, ami túl nagy hiányosság. A gazdák nem fogadják el még az ilyen kismértékű terméskiesést sem, amennyiben a gombaölő szerekkel elpusztítható a kórokozó.
Néhány évvel ezelőtt Gao Caixia, a Kínai Tudományos Akadémia Genetikai és Fejlődésbiológiai Intézetének növénykutatója és kollégái elkezdték tanulmányozni a búza terméshozamában és betegségekkel szembeni ellenálló képességében szerepet játszó géneket.
Ezek a módszerek lehetővé teszik a kutatók számára, hogy nagyon célzott változásokat hajtsanak végre a genomban. Gyakran ezeket a változtatásokat hagyományos nemesítéssel is el lehetne érni, de néhány hónap helyett több évig tartana ugyanezt az eredményt felmutatni. A génszerkesztés mellett szól az is, hogy
A növények új tulajdonságainak módosítására szolgáló másik módszer, a génmanipuláció (GMO), melynek során az egyik faj DNS-ét viszik át egy másikba, gyakran kiterjedt vizsgálatokat és hosszadalmas felülvizsgálatokat igényel az engedélyezés előtt.
Gao génszerkesztett növényei a várakozásoknak megfelelően ellenálltak a lisztharmat fertőzésének, de meglepetésére a növény ugyanolyan jól növekedett, mint a nem módosított kontrollnövények az üvegházi kísérletekben.
Más kutatók szerint is ígéretesnek tűnnek az üvegházi kísérletek és a laboratóriumi adatok. Ralph Panstruga, az RWTH Aachen Egyetem növénymolekuláris biológusa szerint ez egy jó kiindulópont.
A csapat a génszerkesztett búza növekedését szabadföldi körülmények közt is vizsgálta.
– számolnak be a Nature közelmúltban megjelent számában.
Keller figyelmeztet, hogy a búza terméshozamát nem lehet megbízhatóan meghatározni az egyes növények mérésével, ehhez sok négyzetméteres parcellákat kell bevetni, majd a betakarítás után kiértékelni a mennyiséget.
A módosított növények genomjának mélyebb vizsgálata során Gao és munkatársai kimutatták, hogy
Ez azt eredményezte, hogy a közelben lévő TMT3 nevű gén aktívabbá vált, és ez az, ami valahogy normalizálta a növekedést. A gén egy olyan fehérjét kódol, amely a cukormolekulák szállításában vesz részt, de hogy hogyan győzi le az MLO mutáció okozta terméskiesést, az továbbra is rejtély – mondja Gao.
A TMT3 számos más növényfajban is megtalálható.
Eközben négy olyan búzafajtán is elvégezték a génszerkesztést, amelyeket a kínai gazdák kedvelnek, és terméshozamukat nagyobb szántóföldi kísérletekkel fogják tesztelni.
Mielőtt bármilyen génszerkesztett búzát eladnának a kínai gazdáknak, az új fajtákat a mezőgazdasági minisztériumnak jóvá kell hagynia. Gao optimista: szerinte a minisztérium új irányelvei a génmódosított növények jóváhagyására vonatkozóan „egyértelmű utat biztosítanak” a kereskedelmi forgalomba hozatalhoz.
