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.

reklama
Související články
Jsou menší než zrnko soli, a jsme s nimi v kontaktu možná víc, než bychom si uvědomovali. Kolují nám v krvi, zaplňují naše plíce, dokonce i střeva. A to pořád není to nejhorší… Podle posledních závěrů vdechnou lidé ročně zhruba 22 000 000 mikro i nanoplastů. A to jednoduše proto, že jsou prakticky všude, v […]
Raflézie jsou parazité známí největšími květy světa, navíc se vzhledem a zápachem zkaženého masa. Ještě pozoruhodnější je ale jejich bizarní genom, který odhaluje, čeho jsou parazité schopni: Manipulovat s DNA, promazávat vlastní a krást geny hostitele. Někdy v dobách, kdy se Britské impérium chlubilo, že nad jeho územím slunce nezapadá, putovali pralesem Sumatry sir Thomas […]
Procházka v lese, spojená se sběrem hub nebo lesního ovoce, je příjemná záležitost. Ale na různých místech světa můžete narazit také na takzvané potravinové lesy, které sice les připomínají, ale plní jiný účel Jde hlavně o pomoc lidem, kteří mají problémy se zásobováním potravinami. Například v USA existuje více než 6500 venkovských a městských oblastí, […]
Ani vitaminy, ani antioxidanty. Americký výzkum přišel s poznatkem, že větším zdravotním benefitem ovoce a zeleniny mohou být toxiny, které rostlinám slouží na ochranu proti hmyzu. Jsou v množství, které nám neublíží, přesto cosi zajímavého dělají s našimi buňkami. Někdy před 15 lety připravili vědci ve Švýcarském federálním technologickém institutu jednoduchý experiment, u nějž se […]
Skutečnost, že příroda léčí není moderní medicíně vůbec neznámá. Prozatím však lékaři pobyt na čerstvém vzduchu nepředepisují… Podle nejnovějších studií by možná měli. Nashromážděné poznatky totiž naznačují, že pobyt v parcích či lesích výrazně napomáhá k fyzické i duševní pohodě člověka. Podobným „balzámem“ by měly být také moře a oceány. Na otázku, co přesně za […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz