A vadon élő rokonoktól származó egzotikus DNS beépítése a búzába figyelemre méltó, akár 50%-os termésnövekedést is eredményez, még forró időjárás esetén is, ami felülmúlja az ezeket a géneket nem tartalmazó etalonokat.
A rekordokat döntögető évi csúcshőmérséklet közepette a Norwich-i Earlham Intézet és a Nemzetközi Kukorica- és Búzafejlesztési Központ (CIMMYT) kutatásai a növények ellenálló képességének fokozására és az élelmiszerellátás biztonságának megőrzésére nyújtanak némi reményt a változó éghajlati viszonyokkal szemben.
A Mexikóban végzett szántóföldi kísérletek a genetikai sokféleség fontosságát is hangsúlyozzák a kulcsfontosságú növénykultúrákban, ahol a több évtizedes szelektív nemesítés csökkentette a gyorsan melegedő bolygónkhoz való alkalmazkodó képességüket.
A hőmérséklet emelkedésével és az időjárási körülmények szélsőségesebbé válásával egyre nagyobb a bizonytalanság azzal kapcsolatban, hogy a főbb élelmiszernövények képesek-e továbbra is kielégíteni a globális keresletet.
A búza több kalóriaforrást biztosít világszerte, mint bármely más növény, ugyanakkor a világon termesztett búza nagy része korlátozott genetikai változékonyságú, ami sebezhetővé teszi az éghajlatváltozás hatásaival szemben.
A búza adja a világszerte elfogyasztott kalóriamennyiség mintegy 20 százalékát, és az egész világon széles körben termesztik. De nem tudjuk, hogy a ma ültetett növények képesek lesznek-e megbirkózni a jövőben várható időjárással
– mondta Anthony Hall professzor, a tanulmány szerzője és egyben az Earlham Intézet csoportvezetője. Hozzétéve, hogy ráadásul az új fajták kifejlesztése akár egy évtizedet vagy annál is többet is igénybe vehet, így a gyors cselekvés létfontosságú.
Az Earlham Intézet kutatói a CIMMYT-tel együttműködve kétéves szabadföldi kísérleteket végeztek a mexikói Sonora-sivatagban. 149 búzafajtát vizsgáltak, a széles körben használt hibrid fajtáktól kezdve a Mexikóból és Indiából származó vad rokonok és helyi kultúrák DNS-ének bevonásával szelektíven nemesített fajtákig.
Az elit fajták és az egzotikus növények keresztezése kihívásokkal jár. Jól ismert kockázata van annak, hogy több nemkívánatos, mint kívánatos tulajdonságot juttatunk be, így ez az eredmény jelentős áttörést jelent ennek az akadálynak a leküzdésében és a genetikai erőforrások további felhasználásában az éghajlatváltozással szembeni ellenálló képesség növelése érdekében
– magyarázta Matthew Reynolds, a tanulmány társszerzője és a CIMMYT búza-fiziológiai részlegének vezetője.
A magokat a szezon későbbi szakaszában vetették el, hogy a növényeket a melegebb hónapokban is növekedésre kényszerítsék, így ezeket a növényeket olyan hőstressznek tették ki, amely az előrejelzések szerint a globális hőmérséklet emelkedésével általánossá válik.
Megállapították, hogy az egzotikus DNS-sel nemesített növények 50 százalékkal magasabb terméshozamot értek el, mint az ilyen DNS nélküli búza. Ennél fontosabb, hogy az egzotikus fajták normál körülmények között sem teljesítettek rosszabbul, mint az etalon fajták.
A kutatók szekvenálták a növényeket, hogy megtalálják a fokozott hőtűrésért felelős specifikus genetikai különbségeket. Olyan genetikai markereket azonosítottak, amelyek lehetővé teszik a jótékony egzotikus DNS célzott bevitelét az elit fajtákba, ami gyors megoldást kínál az éghajlatváltozással szembeni ellenálló képesség javítására és a széles körű terméskiesések mérséklésére.
Miközben kevesebb földterületen próbálunk több élelmiszert termelni a növekvő világnépesség táplálására, sürgősen szükségünk van arra, hogy az általunk ültetett növények a jövőben is ellenállóak legyenek, hogy az egyre ellenségesebbé váló éghajlaton is boldogulni tudjanak
– mondta Benedict Coombes, a tanulmány szerzője és az Earlham Intézet doktorandusza.
Ennek kulcsa, ahogy egyre inkább rájövünk, a búza vad rokonainak és tájfajtáinak nagyrészt kiaknázatlan genetikai erőforrásaiban rejlik.
A kutatók azt javasolják, hogy a nemesítési programokba a hőtűrő tulajdonságokat megelőző stratégiaként építsék be, hogy olyan búzafajtákat termesszenek, amelyek képesek megbirkózni a kevésbé kiszámítható éghajlattal.
Ez egy olyan tudomány, amelyet már most felhasználhatunk arra, hogy gyakorlatilag azonnali hatást érjünk el. Elvégeztük a szántóföldi kísérleteket, tudjuk, milyen genetikai markereket keresünk, és megkezdtük a beszélgetéseket a búzatermesztőkkel, így remélhetőleg az elkövetkező években ez lesz az első lépés a sok közül, amely hozzájárul a globális élelmezésbiztonsághoz. Az általunk tett felfedezések és az általunk tett lépések remélhetőleg azt jelentik majd, hogy az emberek továbbra is tápláló élelmiszert kaphatnak a tányérjukra a Föld minden részén
– tette hozzá Hall professzor.
Forrás: https://scitechdaily.com/scientists-use-exotic-dna-to-help-create-climate-proof-crops/
