A génszerkesztés a klímastratégia része lehetne – Segít a Nobel-díj?

Képes-e egy világszerte rangos díj rehabilitálni egy üldözött technológiát? Európa egy innovatívnak mondott klímastratégiával készül a következő évtized kihívásaira, amelyben például feleződik a növényvédőszer-használat. Vajon elfogad-e egy olyan technikát, amelyik egyik pillanatról a másikra a kezébe képes adni olyan növényeket, amelyek nem is igénylik a permetezést?

 

Talán már Ön is értesült róla, hogy idén a kémiai Nobel-díjat a genetikai olló kifejlesztéséért ítélték oda Emmanuelle Charpentiernek (Németország) és Jennifer A. Doudnanak (USA) A CRISPR technológia a génszerkesztés alapjait teremtette meg, ma már tudósok százai használják világszerte elsősorban a növények genomjának nagy pontosságú átprogramozására. Az eljárás lényege, hogy tisztán fajazonos gének felhasználásával, illetve ezek ki- és bekapcsolásával hoznak létre olyan élettani válaszokat, amelyek valamilyen szempontból előnyösek a termesztés során. A „mutáció” és a szelekció már a petricsészében megvalósul, így a nemestés időszükséglete hihetetlenül lerövidül, a kisparcellás tesztelési fázis pár év alatt elérhetővé válik. A témáról itt írtunk részletesen. A technológia olyan környezeti szempontból is előnyös vonások gyors létrehozására képes, mint az aszálytűrés vagy betegségekkel szembeni rezisztencia, esetleg a jobb nitrogén- vagy foszfáthasznosítás. Éppen ez indokolná, hogy az innovatívnak szánt európai klímastratégia részévé váljon. Segítségével kevesebb inputanyaggal lennének termeszthetőek a legfontosabb növények.

 

Az USA-ban a szójatermesztés során zajlik a legtöbb génszerkesztéssel járó kutatás. A farms.com segítségével bemutatjuk, milyen irányban folynak most a kísérletek.

 

szójabab

 

 Megnövelt terméspotenciál

  • A nitrogénkötő Bradyrhizobium-baktériumok és a velük szimbiotikus kapcsolatban álló szójanövény együttműködésének hatékonyabbá tétele. A jobb nitrogén-felhasználás nagyobb zöldtömeget, ezáltal nagyobb termést eredményez.

A fehérje- és olajtartalom növelése

  • Már két olyan génszerkesztett szójafajtát is létrehoztak, amelyek egyetlen gén működésének megváltoztatásával magasabb fehérjetartalommal rendelkeznek. Az első várhatóan több mint 10%-os fehérjetartalom-növekedést mutat a nélkül, hogy ez negatívan hatna az olajtartalomra vagy a terméspotenciálra. A másik 25%-kal több fehérjét hordoz – ezt a növényi alapú húspótlók és a tógazdasági takarmányok összetevőjeként használhatják (Amfora).
  • A Georgia Egyetemen most is kutatják azokat a génexpressziót szabályozó DNS-elemeket, amelyek a fehérje- és/vagy olajtartalom javulását eredményezik.
  • A Missouri Egyetem pedig a zsírsav-bioszintézis útvonalainak módosításával kívánják emelni a szója olajtartalmát.

 

Speciális tápanyag-összetétel kialakítása

  • Génszerkesztéssel átalakítható a szója aminosav-összetétele is, például növelhető benne a metionin (egy esszenciális kéntartalmú aminosav) mennyisége (Missouri Egyetem).
  • Génszerkesztéssel megkísérlik kiiktatni vagy csökkenteni a szójababban lévő tripszin-inhibitorok mennyiségét, ezáltal javítani az emészthetőségét a gazdaági állatok számára (USDA / ARS, Columbia Missouri).
  • Egyes pillangósokban a keserű íz nehezíti meg az értékes fehérjék hasznosulását. A csillagfürtöt hosszú nemesítési folyamattal tudtuk „édessé” tenni, a szójában azonban már génszerkesztéssel is elérhető a cél (Benson Hill).
  • Megváltoztatható a szójabab szénhidrát-összetétele is. Raffinóz-szintáz gének aktivizálásával több könnyen emészthető szacharóz és kevesebb emészthetetlen szénhidrát (cellulóz, lignin) lehet a szójababban (Purdue Egyetem).

 

Kórokozókkal, kártevőkkel és abiotikus stresszel szembeni ellenállóság

  • A fonálféreggel szemben nagyobb ellenállóságot mutató babvonalak kifejlesztése (Missouri Egyetem).
  • Új genetikai források találása a szója szárazságtűrésének fokozására, elsősorban a vad szója (Glycine soja) aszálytoleranciájának megértése révén (Purdue Egyetem).
  • A Fiskeby III szójabab kiváló abiotikus stressztoleranciájának feltárása a genetikai és molekuláris alapok megértése révén, majd a tudás hasznosítása a nemesítésben (Minnesotai Egyetem).

Legutóbbi cikkünkben egy európai szuperbúzáról írtunk, amelyik a vörös- és sárgarozsdával, a fuzáriummal és a szeptóriával szemben is ellenálló. Ennek a csökkenő növényvédőszer-paletta miatt van kiemelkedő jelentősége. A Nobel-díj nagyon fontos lépés volt azon az úton, hogy a következő pénzügyi ciklusban Európa másképp viszonyuljon a génszerkesztés technológiájához, és akár a klímastratégia részeként is befogadhassa.

agrár aszálytűrés betegségellenálló génszerkesztés klíma klímastratégia mezőgazdaság nitrogén Nobel-díj rezisztencia szója