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

Kódy, zdravotní údaje, firemní dokumenty. Co neposílat nástrojům AI?

Chatboti s umělou inteligencí, jako jsou ChatGPT, Claude a Copilot, jsou stále populárnější. Kolik by toho ale o nás měli skutečně vědět?
před 5 hhodinami

Dehonestovaný americký vědec vyhrál soud nad ženou, která ho obvinila. Teď pracuje pro Česko

Sexuální skandál připravil amerického vědce Davida Sabatiniho o prestižní místo i důvěru kolegů. Teprve po pěti letech od začátku kauzy se mu podařilo získat vysoké odškodné od kolegyně, která ho z nevhodného chování obvinila. Vědec v současné době spojil svou kariéru s Českem.
před 6 hhodinami

OSN: Země směřuje k oteplení o 2,8 stupně Celsia proti předindustriálnímu období

Planeta při současné celosvětové klimatické politice směřuje k tomu, že bude do konce století o 2,8 stupně Celsia teplejší než v předindustriálním období, uvedl podle agentury DPA Program OSN pro životní prostředí (UNEP). Každý zlomek stupně nad hranici 1,5 stupně Celsia přitom podle šéfky UNEP Inger Andersenové zvyšuje riziko smrtících povodní, vln veder a lesních požárů, jaké letos zažila řada zemí.
08:13Aktualizovánopřed 9 hhodinami

El Niño může zdražit potraviny, experti se obávají hlavně globálních dopadů

Přímé důsledky letošního jevu El Niño na Česku by sice měly být zanedbatelné, silněji se ale mohou projevit nepřímé dopady. I když se v Česku urodí dost základních potravin, jako je pšenice nebo kukuřice, jejich ceny mohou stoupnout, hodnotí analytici.
před 9 hhodinami

Padesát milionů za Koperníka. Kdysi zakázanou knihu koupil neznámý sběratel

V přepočtu skoro padesát milionů korun investoval neznámý kupec do prvního vydání přelomového díla Mikuláše Koperníka. Aukční síň Sotheby's vydražila 20. října i dalších 155 knih věhlasných středověkých i novověkých astronomů, matematiků a fyziků, včetně Isaaca Newtona, Galilea Galileiho nebo Tychona Braha. V původním nákladu kdysi vydali nižší stovky knih, dochoval se jich ale jen zlomek – proto mají dnes takovou cenu.
před 12 hhodinami

Čínský hacker napadl stovku západních webů. Práci za něj odvedli AI agenti

Kybernetické útoky jsou stále levnější a snadnější, prokazuje odhalený případ, kdy čínští hackeři využili volně dostupné agentské umělé inteligence (AI), aby velmi levně napadli dobře zabezpečené internetové stránky.
před 13 hhodinami

Milion gigabitů za sekundu. Nový podmořský kabel propojí USA a Evropu

Nový a extrémně rychlý internetový podmořský kabel – s názvem Petal – propojí Evropu a Spojené státy. Jeho stavbu oznámila společnost Meta. S délkou sedm tisíc kilometrů má jako vůbec první podobný projekt spojit kontinenty petabitovou rychlostí. Teoreticky by mohl zajistit souběžné streamování hudby pro 75 procent světové populace.
včera v 17:21‌‌

Podezřelý manévr. Ruský satelit se přiblížil k družici finské firmy spolupracující s Kyjevem

Vojensky cenné informace ze satelitů získává Ukrajina nejen od americké vlády, ale také třeba ze soustavy družic Iceye. Vyrábí ji stejnojmenná finská firma a právě s Kyjevem letos prohloubila spolupráci. K jedné z družic, ze které podle expertů může Kyjev získávat data přímo, se zvláštním způsobem přiblížil ruský satelit.
včera v 15:50‌‌

Evropský pohled

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