Domů     Příroda
Jeden rostlinný gen tam, druhý sem…
Zdroj: Pixabay

Za posledních 50 let se lidská populace více než zdvojnásobila. Momentálně se po planetě Zemi pohybuje přes 8 miliard jedinců. Predikce nastiňují, že do roku 2050 číslo „poskočí“ k hranici 10 miliard. Tím se nabízí otázka… „Zvládneme tuto masu vůbec nakrmit?“.

Z na pohled nepříznivé situace proto vyplývá poměrně silný tlak na neustálé zlepšování vlastností kulturních plodin. Ať už jde o vyšší odolnost vůči patogenům nebo abiotickým stresovým faktorům prostředí.

Aby lidstvo došlo k požadovanému cíli, tedy zvýšení výnosu a udržitelnému zemědělství, je zapotřebí zvýšit intenzitu šlechtění a úsilí v oblasti genetického inženýrství. To vše za účelem získání nových odrůd plodin s vyšší fotosyntetickou kapacitou a lepší účinností využití dusíku (NUE).

Druhá kopie vede…

Přičemž první úspěchy se již dostavují. Výzkumníkům se totiž podařilo navýšit výnosy čínské odrůdy rýže až o 40 %, a to tak, že plodině přidali druhou kopii jednoho z jejích genů. Tato změna navíc rostlině přinesla blahodárné účinky – v oblasti absorpce většího množství hnojiv, vyššího procesu fotosyntézy a urychlení kvetení.

To, co se v minulosti zdálo sci-fi, je dnes již realitou. Navýšení výnosů je nyní možné díky jedinému genu, který nese zodpovědnost za všechna vylepšení.

Neustálé hledání

Z obecného pohledu je přitom nesmírné obtížné zvýšit potenciál jakékoliv zemědělské rostliny, jelikož konečný výsledek závisí na velikém množství genů. Ačkoli po nich biotechnologové pátrají prakticky bez ustání, u cíle nejsou ani zdaleka.

V poslední dekádě proto experti přesunuli svou pozornost ke genům, které dokáží řídit jiné – přesněji řečeno ovlivňují více aspektů růstu rostlin. Mezi nimi se nachází mimo jiné příjem živin z půdy nebo řízení zdrojů živin z listů do semen.

Dusík i fotosyntéza

O jednu ze studií se postaral odborný tým v čele s fyziologem Wenbinem Zhouem z Čínské akademie zemědělských věd, jejíž výsledky byly otištěny ve vědeckém žurnálu Science. Přišli totiž na geny, které by potenciálně mohly v obilovinách – zejména rýži a pšenici, zvýšit efektivitu procesů jako je fotosyntéza a využití dusíku, čímž by došlo k vyšším výnosům zrnin.

„Musíme nacházet nové metody koordinace dalšího zvyšování výnosnosti plodin a efektivity využití dusíku,“ prohlásil Zhou. Jeho týmu vrtala hlavou zejména skutečnost, proč má kukuřice vyšší výnosy než je tomu například u rýže a pšenice. Za důvod následně označili jiné cesty průběhu fotosyntézy.

Našel se svatý grál?

Pustili se proto do zkoumání 118 faktorů genetického přepisu spojených s fotosyntézou v kukuřici a nadále bádali, zda se takové geny s podobnými sekvencemi náhodou nevyskytnou také v rýži. Jejich usilovné snahy je nakonec dovedli ke klíčovému genu OsDREB1C, který nejenže má pod kontrolou využití světla, ale také dusíku.

Což z jejich objevu učinilo „svatý grál“ řešící oba problémy najednou. Podle expertů by se mohlo jednat o jeden z nejvýznamnějších přínosů vysoce kvalitního rozvoje zemědělství v celé naší epoše – zasadil by se totiž o zlepšení života celé lidské populace.

Volejte sláva!

Do hry posléze vstoupilo genetické inženýrství, s cílem zlepšit prosazování genu OsDREB1C u dvou nových odrůd rýže. Ty byly posléze vysazeny na mnoha pokusných polích v různých částech země s odlišným klimatem.

Konkrétně se jednalo o místa v provinciích Peking, Hangzhou a Sanya na severu, jihu a východu Číny, kde v období 2018–2022 docházelo k terénním testům. A výsledek? Výnosnost obou pokusných odrůd rýže narostla oproti „normální verzi“ o 30 %, navíc se ještě zkrátila doba zrání. A právě toto je podle odborného týmu klíčem k zajištění budoucí obživy.

Zelená revoluce

Podobný postup byl zvolen také zkoumání u pšenice. U té v případě využití genu OsDREB1C narostla výnosnost o zhruba 17 %, změna nastala rovněž u doby zrání, které se zkrátila o 3–6 dnů. Tento úspěch následně potvrdil domněnky vědců, že je tento gen schopný zvyšovat výnosy a zkracovat dobu růstu u rozmanitých plodin.

Bariéra zpomalující nárůsty produktivity u nově šlechtěných odrůd se tak zdá být konečně překonána. Akademik z Čínské akademie věd Yang Wicai neváhal prohlásit, že objev tohoto genu má bez jakékoli pochybnosti důležitou vědeckou hodnotu i dobré vyhlídky pro využitelnost.

A to především z důvodu, že poskytuje značené genetické zdroje pro šlechtění odrůd s vyššími výnosy, vyšší efektivitou využití dusíku a rovněž krátkou dobou zrání.

Související články
Koně sehráli důležitou roli v historii lidstva, umožnili lidem cesty na dlouhé vzdálenosti, převoz těžkých břemen i obsluhu strojů. Díky koním se mohli rychle stěhovat z místa na místo i bojovat z jejich hřbetů. Dřívější zkoumání umístily počátky domestikace těchto ušlechtilých zvířat do doby 3300 až 3000 př.n.l. Nejnovější analýzy ji však posouvají do roku […]
Během ničivých požárů na jihovýchodě Austrálie v letech 2019 a 2020 se objevily zprávy, že vombati chránili ostatní zvířata tím, že je nahnali do svých nor. Nu, ono to bylo trochu jinak. Vombati nezakládali záchranné týmy, nicméně jejich nory skutečně posloužily jako útočiště pro řadu drobnějších savců, ptáků i plazů. Chování vombatů nyní prošetřil ekolog […]
Docent Roman Pavela z Výzkumného ústavu rostlinné výroby, v.v.i., a náš stálý spolupracovník, byl kalifornskou společností ScholarGPS zařazen do mezinárodního seznamu vysoce hodnocených vědců. Data ScholarGPS jsou založena na celoživotní nebo předchozí pětileté aktivitě dané osobnosti, s přihlédnutím ke kvalitě publikací a citacím, bez autocitací. Roman Pavela tak patří mezi 0,05 % nejlepších vědců na […]
Služba Copernicus Climate Change Service (C3S), financovaná Evropskou komisí, zveřejnila data o teplotě ve světě. A není to hezké čtení. Květen 2024 byl celosvětově nejteplejším květnem v historii měření, s globální průměrnou teplotou vzduchu při zemském povrchu o 0,65 °C vyšší, než je průměr z let 1991–2020. To představuje už 12 po sobě jdoucích měsíců, […]
Jeskynní medvědi měřili přes tři metry a vážili kolem 750 kilogramů. Disponovali ostrými zuby i drápy, které pro pravěké předchůdce člověka, vybavené jen primitivními nástroji, představovaly smrtící hrozbu. Postupem času se ale jejich role obrátily, co k tomu přispělo? Nejstarší nálezy kosterních pozůstatků jeskynních medvědů pocházejí z dob, kdy naši planetu obývali neandertálci a člověk […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz