Vědci geneticky upravili kukuřici, aby byla úroda o desetinu vyšší

Geneticky upravená kukuřice má větší listy a lépe nakládá s dusíkem. Díky úpravě jednoho genu může být úroda až o 10 procent vyšší. 

Zdroj: ČTK/Eye Ubiquitous/Hutchison Autor: Mel Longhurst

Genetické inženýrství už desítky let slibuje, že nasytí hladové a zlepší celosvětovou produkci potravin. Až doposud se to ale nedařilo: geneticky modifikované potraviny zatím měly jen zvýšenou odolnost proti škůdcům. Na začátku listopadu ale vědci poprvé představili geneticky modifikovanou kukuřici vylepšenou o gen, který přímo zvyšuje její výnosy – a to až o deset procent. Funguje za všech okolností, tedy i v podmínkách, které pro pěstování této rostilny nejsou vhodné.

„Je to neuvěřitelné,“ popsala výsledky pro vědecký žurnál Science molekulární bioložka Kan Wangová, která na tomto výzkumu nijak nespolupracovala. Kromě toho, že tato nová úprava zvyšuje výnosy kukuřice, může se podle ní stát také inspirací pro další podobné úpravy jiných klíčových plodin.

Nový výzkum je přelomový rovnou z několika hledisek. Dosavadní genetické úpravy sóji, kukuřice nebo bavlny spočívaly ve velmi jednoduchých změnách. Vkládal se do nich jediný gen získaný z bakterií – díky tomu pak rostliny například získávaly větší odolnost proti některým druhům hmyzu.

Jiným druhem úpravy je větší odolnost rostlin proti glyfosátu a dalším herbicidům; díky tomu mohou zemědělci klidně bránit svou úrodu před plevelem, aniž by samotné plodiny ohrozili. Další aplikace genetického inženýrství činí rostliny odolnějšími proti suchu.

Zatím ale nebylo možné ve větším měřítku zvyšovat přímo výnosy – měnit tak zásadně genetický kód bylo příliš náročné.

Jeden gen vládne všem

Přibližně kolem přelomu letopočtu se řada výzkumníků začala zajímat o jednotlivé geny, které by mohly přimět rostliny k lepším výnosům – tato pátrání ale byla v podstatě neúspěšná. Jednou ze společností, která v tomto výzkumu vytrvala, byla Corteva Agriscience z Delaware. Ta si vybrala gen jménem zmm28 a rozhodla se ho u kukuřice pozměnit. Tento gen se zapíná, když rostliny začínají kvést. Vědci ho vylepšili tak, aby se aktivoval dříve a lépe rostlinu podporoval.

Pak ho testovali u 48 komerčních druhů kukuřice, jimiž se běžně krmí dobytek. Tyto testy probíhaly v letech 2014–2017 na většině míst v USA, kde se kukuřice pěstuje. Výsledky ukázaly, že průměrně byly výnosy pozměněné plodiny o 3–5 procent vyšší, u některých druhů se ale výnosnost zvýšila až o 8–10 procent. Výzkumníci to popsali v článku, který vyšel v odborném žurnálu Proceedings of the National Academy of Sciences.

Toto zlepšení se projevovalo za jakýchkoliv podmínek – i když byly pro pěstování kukuřice vhodné, i když byly nevhodné.

Úspěšnost genetické změny se dá vysvětlit několika faktory. Díky úpravě mají modifikované rostliny o něco větší listy, takže jsou schopné přeměnit více sluneční energie na cukry. Současně jsou účinnější ve využívání dusíku, tedy klíčového hnojiva. Obě tyto vlastnosti se sice vědci pokusili ovlivnit již dříve, ale až doposud marně, jsou totiž podmíněné velmi složitou genetikou.