Zvětšit obrázek

Planá pšenice dvouzrnka roste ve volné přírodě v Izraeli. Její geny se ukazují jako prospěšné i pro současnou zemědělskou produkci.

Američtí a izraelští vědci objevili gen GPC-B1, který se vyskytuje v planě rostoucí pšenici dvouzrnce (Triticum turgidum dicoccoides), ale postrádají jej všechny odrůdy, které se v současné době pěstují. Tento gen kóduje transkripční faktor NAM-B1 a reguluje funkci řady dalších genů. Gen urychluje vyzrávání zrna a zvyšuje množství proteinů, zinku a železa ukládaného do zrna o 10 až 15%.  Během domestikace došlo k mutaci tohoto genu a ten je u současné pšenice tvrdé (Triticum turgidum durum) nefunkční. Efekt genu GPC-B1 byl jasně patrný v případě, že jej vědci u plané pšenice dvouzrnky zablokovali. Zrno u těchto rostlin dozrávalo o několik týdnů později a obsah bílkovin, zinku a železa v zrnu se snížil o třetinu. Výsledky studie zveřejnil prestižní vědecký týdeník Science.

Zvětšit obrázek

Jorge Dubcovsky, University of California

Objevem genu GPC-B1 se otevírá možnost zvýšit obsah živin v zrnu pšenice. Vnesení genu GPC-B1 do komerčních odrůd pšenice by významně zvýšilo nutriční hodnotu současné produkce. Bylo již zahájeno několik šlechtitelských programů, které si kladou za cíl navrátit funkční gen GPC-B1 do amerických odrůd. Při programech se využívá tzv. marker assisted selection. To znamená, že vzniklé rostliny jsou testovány na přítomnost introdukovaného genu. Pro přenos genu GPC-B1 však nejsou používány metody genového inženýrství, protože komplikované zkoušky vyžadované pro geneticky modifikované zemědělské plodiny by neúnosně prodloužily zavedení nových odrůd do praxe. Nově vytvářené odrůdy jsou testovány v různých podmínkách a vědci sledují jen to, zda se u nových odrůd nezhorší výnosy či kvalita produkce.

„Pšenice je jednou z hlavních světových zemědělských plodin,“ řekl vedoucí týmu Jorge Dubcovsky z University of California v americkém Davisu. „Pšenice zabezpečuje pětinu celosvětové spotřeby kalorií, a tak může i malé zvýšení obsahu živin v pšenici významně přispět k pokrytí potřeby proteinů a mikroprvků.“
Podle Světové zdravotnické organizace trpí nedostatkem zinku a železa asi 2 miliardy lidí  a více než 160 milionů dětí ve věku do pěti let nemá ve stravě dostatek proteinů.
Objev jasně dokládá význam genových rezerv, v kterých jsou udržovány tradiční odrůdy nebo planě rostoucí rostliny.

Zvětšit obrázek

Rostliny plané pšenice dvouzrnky s vyblokovaným genem GPC-B1 (na obou obrázcích vlevo) a stejně staré rostliny s funkčním genem. Rozdíl v rychlosti dozrávání je zřejmý.

V současné době probíhají velice bouřlivé diskuse o tom, jak by měly být hodnoceny nové odrůdy zemědělských plodin, do kterých byly metodami genového inženýrství vneseny geny, jež mohou rostliny získat  i standardními šlechtitelskými  metodami, např. křížením. Výsledkem takového přenosu genu jsou tzv. cisgenní rostliny, které se ve své podstatě neliší od odrůd získaných tradičními metodami.

Celý problém kolem cisgenních rostlin lze demonstrovat právě na genu GPC-B1 a jeho využití pro tvorbu nových odrůd. Uplatnění metod genového inženýrství pro vnesení genu GPC-B1 do komerčních odrůd by vlastní šlechtitelský proces urychlilo a zefektivnilo. Následné zkoušky a ověřovací studie platné pro geneticky modifikované rostliny by však tento zisk zcela eliminovaly.

Někteří vědci navrhují, aby zavádění cisgenních rostlin nebylo regulováno podle pravidel platných pro geneticky modifikované organismy. Tato pravidla by měla nadále platit pro zavádění transgenních rostlin, do jejichž dědičné informace jsou vnášeny geny, které rostlina tradičními metodami šlechtění získat nemůže (např. geny bakterií zajišťující odolnost k hmyzím škůdcům).

 
Pramen: Science