V Číně vytvořili geneticky upravenou pšenici, která odolává plísním

Vědecký tým čínských genetiků dokázal změnit geny pšenice tak, že teď odolává jedné z nejnebezpečnějších chorob – plísňové nemoci padlí. Autoři studie věří, že se jim podaří úspěch přenést i na další zemědělské plodiny.

Pro lidi žijící ve městech je výraz „padlí“ většinou prakticky neznámý. Pro zemědělce jde ale o závažnou hrozbu, která v důsledku ovlivňuje i obyvatele měst – zejména vyššími cenami potravin. Padlí je totiž nemoc způsobená houbou, která napadá nejrůznější plodiny, způsobuje žloutnutí listů a zpomaluje růst. V zemích, kde je tato plíseň běžná, jako například v Číně, může zničit až čtyřicet procent úrody. To z ní dělá jednoho z nejškodlivějších a nejnákladnějších patogenů pro pěstitele pšenice.

Vědci teď vyvinuli geneticky upravenou pšenici, která je vůči této houbě odolná, aniž by to přitom mělo negativní dopad na úrodnost. Podle autorského týmu je tato genetická technologie velmi nadějná a mohla by s vysokou pravděpodobností zafungovat i u jiných plodin, jako jsou třeba jahody a okurky.

  • Padlí (Erysiphales) je řád vřeckovýtrusných hub z podtřídy Leotiomycetidae. Zahrnuje jedinou čeleď, Erysiphaceae, do níž je řazeno množství hospodářsky významných parazitických hub. „Padlí“ je označení pro tyto houby, ale i pro onemocnění, jež způsobují.

Zatím jde jen o první výsledky, ale pokud se potvrdí dalším výzkumem, „opravdu by to mohlo změnit pravidla hry“ pro zemědělce po celém světě, tvrdí pro odborný časopis Science rostlinný biolog Beat Keller z univerzity v Curychu.

„Pokrok, jako je tento, je nesmírně zapotřebí,“ dodává Peter van Esse, rostlinný patolog z laboratoře Sainsbury, který se specializuje na výzkum chorob plodin. Když se díky němu sníží používání chemických látek, které se dnes na ochranu proti plísním využívají, pomůže to životnímu prostředí – ale zejména zemědělcům v rozvojovém světě, kteří nemají vždy přístup k pesticidům.

Imunita rostlin

Některé rostliny mají přirozenou schopnost odolávat plísním. Během expedic ve čtyřicátých letech dvacátého století do Etiopie vědci objevili místní druhy ječmene, které nebyly touto houbou prakticky vůbec zasažené. Samozřejmě se je hned pokusili využít pro šlechtění odolnějších odrůd, ale nedopadlo to dobře – rostliny i jejich následné verze totiž rostly málo a hlavně dávaly nedostatečnou úrodu.

Trvalo téměř půl století, než se alespoň částečný úspěch podařil – až na konci osmdesátých let dvacátého století se povedlo vytvořit typy ječmene, které uměly poměrně dobře odolávat houbě a zároveň dávaly dostatečnou úrodu, aby pro zemědělce bylo pěstování vůbec smysluplné.

Tyto typy šlechtěného ječmene zaznamenaly pozoruhodný úspěch. U většiny rostlin se totiž škůdci po několika letech naučí sebelepší ochranu vytvořenou šlechtěním překonat, ale tady se to nestalo. Ochrana proti plísni u těchto odrůd přetrvala celá desetiletí. Proč? Může za to gen nazývaný MLO, který brání plísni v napadení ječmene – zřejmě částečně tím, že rychle zesílí buněčné stěny, když se do nich snaží proniknout spóry, a ostatní okolní buňky se samy zničí.

Bohužel zůstal tento úspěch omezený jen na ječmen, u pšenice, která je zemědělsky důležitější plodinou, se ho nepodařilo zopakovat. U pšenice totiž vedou mutace v MLO k zakrslým rostlinám, které dávají výrazně menší úrodu. Zemědělci pak nemají důvod takové odrůdy volit, zejména pokud mají k dospozici fungicidy, které umí docela levně a velmi účinně plísně zničit.

Před několika lety začala Caixia Gaová, vědecká pracovnice v Ústavu genetiky a vývojové biologie Čínské akademie věd, se svými kolegy studovat geny podílející se na výnosu a odolnosti vůči chorobám u pšenice. Pomocí metod editace genů jménem CRISPR vytvořili v šesti kopiích genů MLO v pšenici stejnou ochrannou mutaci.

CRISPR umožňuje provádět velmi cílené změny v genomu. Těchto změn by se sice dalo dosáhnout i tradičním šlechtěním, ale trvalo by to desetiletí – genetický nástroj to zvládne za týdny až měsíce. V poslední době se tyto metody staly natolik úspěšnými, že vládní regulační orgány v několika zemích nedávno usnadnily vědcům studium a komercializaci takto vyrobených rostlin.

Rostliny upravené genem, které Gaová vyrobila, podle očekávání odolávaly infekci plísní, ale nedávaly moc dobrou úrodu. Až na jednu výjimku, kterou Gaová nečekala: jedna rostlina ve skleníkových pokusech rostla stejně dobře jako nemodifikované kontrolní rostliny, a přitom plísni odolávala „Byla jsem si jistá, že jsme objevili něco úžasného,“ vzpomíná Gaová.

Modifikované vzorky rostly stejně vysoko jako ostatní pšenice. A když vědci spočítali zrna na každé z asi třiceti rostlin, nebyl mezi nimi žádný statisticky významný rozdíl, uvádějí v nové studii, která vyšla na začátku února v odborném časopise Nature.

Není to samozřejmě ještě výhra, protože výnos pšenice nelze spolehlivě určit měřením jednotlivých rostlin, ale pouze sklizní na parcelách o velikosti alespoň několika metrů čtverečních. A právě to bude cílem genetiků teď – otestovat, jak dobře se metoda udrží v podmínkách lépe odpovídajících reálnému světu.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Držitel Nobelovy ceny za chemii opustil USA. Nové místo našel v Číně

Chemik a nositel Nobelovy ceny Omar Yaghi se rozhodl opustit Spojené státy, kde až doposud působil. Nové místo mu nabídla Čína, kde povede laboratoř pro výzkum materiálů s využitím umělé inteligence (AI). Hlavním důvodem této změny jsou podle něj současné podmínky v USA.
před 35 mminutami

Uzavíráme zvířata v menších lokalitách. Je to cesta k jejich záhubě, varuje expertka

„Liniovými stavbami krájíme krajinu na menší části, čímž porcujeme i možnost zvířat migrovat a zavíráme ty populace v menších lokalitách, což je cestou k jejich postupné záhubě,“ říká ředitelka Odboru druhové ochrany Agentury ochrany přírody a krajiny (AOPK) Jindřiška Jelínková. V obsáhlém rozhovoru o ekologické konektivitě, tedy průchodnosti krajiny pro zvířata na zemi, ve vodě i ve vzduchu, vysvětluje, jak lidská infrastruktura krajinu narušuje, co to způsobuje zvířatům i jak lze tyto nežádoucí efekty kompenzovat. Na to se zaměřuje i aktuální projekt AOPK, jehož je Jelínková odbornou garantkou.
před 1 hhodinou

Vědce v Lotyšsku znepokojuje možné ohrožení akademické svobody

Vědci vyjadřují obavy z možného ohrožení akademické svobody poté, co se dozvěděli, že lotyšský parlament Saeima hodlá projednat užitečnost určitých výzkumů.
před 15 hhodinami

Knoflíčky, hrnky i nábojnice. Archeologové zkoumají bývalý tábor pro Romy

Pozůstatek terasy, na které stál vězeňský dům, ale také knoflíčky, hrnky nebo nábojnici objevili archeologové ze Západočeské univerzity v Plzni v areálu bývalého tábora pro Romy v Hodoníně u Kunštátu. Výzkum v místě, kde se dnes nachází Památník holokaustu Romů a Sintů, začal minulý týden.
před 15 hhodinami

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.