Rajče upravené trojitou mutací (kredit:Cold Spring Harbor Laboratory).

Je zřejmé, že pokud člověk bude chtít trávit delší čas v hlubokém vesmíru, za což se považuje i pobyt na Měsíci, jednou z priorit bude otázka dostatku potravy. Na začátku si přiveze zásoby lyofilizovaných pochoutek, nicméně ty po čase dojdou a protože zásobovací mise jsou (i budou) nákladný podnik, bude žádoucí samozásobení. Jak by si ale kolonizátoři vlastními silami opatřovali něco do žaludku, zatím uspojivě vyřešeno není. Pokud by se zájemci o kosmická dobrodružství zamysleli nad tím, co se jim asi bude servírovat, nejspíš by si jich řada svou účast v programu rozmyslela. Nejefektivněji by obstaral živnou dávku pro hladové krky bioreaktor krmený uhlíkem a světlem nebo uhlíkem a elektrickým proudem. Narostlou biomasu upravenou do práškové formy v nutričních parametrech hned tak něco nepřekoná. S chutí to bude horší. Nejspíš bude odporná, takže vylepšit menu o pozitivní chuťové vjemy, bude více než žádoucí. Řešit by to měly pěstitelské farmy, jejichž produkty by těšily smysly sirotků v dalekých nehostinných končinách. Technicky se bude jednat o uzavřená produkční zařízení, kde podmínky budou řídit automatizované systémy a světlo pocházet z umělého zdroje. Taková průmyslová zařízení již na Zemi fungují v hojném počtu. Zatímco pokrok ve zlepšování technické stránky věci je viditelný, výběru vhodných plodin nebo kultivarů se věnuje menší pozornost.

Ačkoliv pozemským farmářům jde o ekonomické přežití a těm extraterestriálním o holý život. Obě skupiny potřebují plodiny nenáročné na prostor, s vysokou produkcí a co nejkratší sklizňové cykly. Současná nabídka přijatelných rostlin je ubohá a omezuje se hlavně na salát. Teď by se měla rozšířit o rajče z dílny týmu Zachary Lippmana z CSHL (Cold Spring Harbor Laboratory).

Zachary Lippman (kredit: Cold Spring Harbor Laboratory).

Lippman svět překvapuje pozoruhodnými objevy takřka pravidelně. Zejména u rajčat a zeleniny. Soustředí se na geny z rodiny florigenů, což jsou geny regulující pozitivně nebo negativně dobu kvetení. V rukou molekulárních biologů jsou přímo divotvorným materiálem. Například kombinace normální a mutantní alely pro gen SFT (SINGLE FLOWER TRUSS) zvýší výnos o 60 %. Takřka zázračnou mutantní variantu genu odhalili při křížení běžného rajčete s rajčaty z knihovny s pěti tisíci mutanty a následným testováním F1 hybridů. Mezi převážné nízko plodicími a špatně rostoucími plodinami se jim podařilo zachytit „poklad“.

Je logické, že gen indukující kvetení zasahuje do četnosti plodů. Jak se aleukázalo, tak správným nastavením hladiny jeho genového produktu, se dá posílit i produkce cukru. Ačkoli keřík má vyšší počet plodů, jejich kvalita tím netrpí, všechny jsou sladké. U tohoto objevu se psal rok 2010, ale geny s povahou florigenu ještě neřekly své poslední slovo.

Další odhalení přinesly pokusy s divokým rajčetem z Galapág, které citlivě reaguje na délku dne. Na rozdíl od rajčat domestikovaných, delší den u něj výrazně oddaluje kvetení. Může za to efekt genu „anti-florigen SP5G“ (SELF PRUNING 5G), který divoké rajče má. Tento poznatek vědci využili a molekulárně genetickou technikou CRISPR upravili oblast SP5 u cherry rajčat. Získali tak klon se zcela potlačenou reakcí na světlo. Takové rostliny pak dříve kvetou a vytvářejí zralé plody o dva týdny dříve. Nejenže se tím zvyšuje produkce (více cyklů sklizně za stejné období), ale vylepšené rajče lze pěstovat v severnějších oblastech, kde ta klasická hůř dozrávají.

Vrcholu přetváření plodiny k vytouženému obrazu dosáhlo, když k pozměněné funkci genu SP5G přibyla úprava represoru kvetení genu SP (SELF PRUNING) a mutace v genu SIER řídícího délku stonku. Záměrem úpravy genomu „trojnásobnou mutací“ bylo získat nižší rostlinu s hustým větvením stonku, aby lépe vyhovovala hydroponickému pěstování (bez půdy).

První mutace na SP5G přivodila rostlině časnější zastavení růstu a přechod do kvetení. Druhá a třetí mutace ještě dále zesilují to, co se zdálo, že již první přivedla do extremu. Z rajčete původně předurčeného k pěstování na tyčkové konstrukci, vzniklo nízké kompaktní rajče extrémně keříčkové (indeterminantní).

Zkrácení délky stonku mezi listy a mezi květy je nevídané. Keřík rajčete se svými červenými bobulemi připomíná spíš plodenství jeřabin, jen s tím rozdílem, že v místech, kde bychom očekávali spojení s větví, se vlní kořeny. Ve specifických podmínkách hydroponie tak trpasličí rostliny dají větší úrodu, než račata nedotčená modifikacemi. Jakoby pro bobulemi obsypaný keřík ani neplatil zákon o zachování hmoty. Vždyť rychlým přepnutím do reprodukce rostlina upřednostňuje kvetení před tvorbou listové plochy, navzdory tomu dovede nashromáždit asimilátů dost na to, aby senzorické vlastnosti byly u plodů zralých ani ne po 40 dnech od výsadby. A údajně i výborné chuti. Zřejmě je to redukcí podílu strukturálních pletiv u mini rostliny.

Nové „pidirajče“ by se dozajista stalo hitem balkónů a nejspíš by i okrasné muškáty odsunulo na vedlejší kolej. Jenže drobné zásahy v dědičné informaci ho zatěžují nálepkou geneticky modifikovaný organismus. A tak nejspíš, ještě než se objeví na pultech pozemských supermarketů, si je budou dopřávat dobrodruzi na jiných tělesech sluneční soustavy.

Literatura:

DOI:10.1038/ s41587-019-0361-2

DOI:10.1038/ng.3733