Vydáno: 15. 6. 2021

Autor: BIOTRIN

Globální klimatické trendy se v mnoha zemědělských oblastech v posledních desetiletích rychle mění. Se zvyšující se nestabilitou klimatu v důsledku vyšších teplot a zvyšujících se úrovní CO2 lze očekávat, že produktivita globálního zemědělství bude v blízké budoucnosti negativně ovlivněna. Je proto zapotřebí hledat účinné systémy a nástroje, pomocí nichž bude možné efektivitu zemědělství podpořit. Podle vědců z University of Queensland (Austrálie) bude hrát zásadní roli technologie editace genomu CRISPR-Cas9, díky níž lze upravovat plodiny tak, aby byly odolné vůči klimatickým změnám.   

Vědci ve své studii publikované v časopisu Theoretical and Applied Genetics shrnuli aktuální poznatky o možnostech využití editace genomu pro zisk odolných plodin. Za hlavní klimatické problémy, jimiž je potřeba se urychleně zabývat, považují autoři studie sucho, prudké výkyvy teplot, zasolení půd, nedostatek živin v půdě nebo zvyšující se koncentraci C02 v prostředí, která vede ke snížení účinnosti fotosyntézy. Tyto faktory mají vliv mimo jiné na energeticky bohaté obilné plodiny, jako je pšenice, rýže, kukuřice a čirok, které poskytují odhadem dvě třetiny světového energetického příjmu z potravy. V případě jejich nižších výnosů reálně hrozí potravinová nedostatečnost. 

Dr. Karen Massel, hlavní autorka studie, vidí v nových technikách šlechtění, jako jsou metoda zinkových prstů, TALEN a především CRISPR-Cas9, budoucnost moderních šlechtitelských programů. „Zemědělci po tisíciletí manipulovali s DNA rostlin pomocí konvenčních šlechtitelských technologií. Nyní, s novými technologiemi pro úpravu genů, to dokážeme s bezprecedentní bezpečností, přesností a rychlostí. Tento typ úpravy genů napodobuje způsob, jakým se buňky opravují v přírodě. Navíc CRISPR nám umožňuje dělat věci, které nedokážeme pomocí konvenčního zemědělství, zejména pokud jde o vytváření nové rozmanitosti a efektivní zisk žádoucích vlastností,“ uvedla Dr. Massel. 

Vědci považují současnou situaci za závod mezi měnícím se klimatem a schopností šlechtitelů vytvořit plodiny s geneticky podmíněnou odolností a výhodnými nutričními vlastnostmi, které poskytují dobré výnosy i za nepříznivých podmínek. 

V dříve publikovaných studiích Dr. Massel a její kolegové z Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation (QAAFI) úspěšně využili technologii CRISPR pro genovou editaci čiroku a ječmene. U čiroku upravili cílové geny tak, aby zlepšili stravitelnost proteinů, a zvýšili tak jeho nutriční hodnotu pro člověka i hospodářská zvířata. Dále se zaměřili na lepší využívání vody čiroku a ječmene díky úpravám genů ovlivňujících stavbu kořenů.