A búzatermesztés egyik gyenge pontja, hogy a növény számára ideális hőmérséklet 17 és 23 Celsius fok között van. Az ezen kívül eső tartományok károsan hatnak a magok fejlődésére.
2024. január 10.
A búza termékenysége, különösen a meiózis szakaszában (amikor a szülősejtekből származó kromoszómák párba állnak, hogy a következő generáció magjai létrejöhessenek) érzékeny a hőmérséklet változásaira. A meiózis 17 és 23 Celsius fok között a leghatékonyabb, és az ennél magasabb és alacsonyabb tartományokban is károsodik – írja a Phys.org.
A John Innes Center kutatói azonban kísérleteik során találtak egy olyan gént, mely segíthet ezt a problémát leküzdeni. A meiózishoz kapcsolódó DMC1 gén lehet a titka annak, hogy a búzára ne legyen hatással a hőmérsékletingás. Eredményeikről a Frontiers in Plant Science című tudományos folyóiratban számoltak be.
Graham Moore professzor és csapata génszerkesztéssel eltávolította egy kínai tavaszi búza fajtából a DMC1-es gént, majd ezeket a növényeket különböző hőmérsékleten nevelték. A kísérletek kezdete után már egy héttel is látszott, hogy a 13 fokon termesztett génszerkesztett mutáns növények 95 százalékánál csökkent a meiózissal kialakult kromoszómapárok száma. Ugyanezt tapasztalták a 30 fokon termesztett példányoknál is, míg a kontroll példányok esetében nem volt ilyen drasztikus a visszaesés.
Ezzel tehát megtalálták a búzának azt a génjét, mellyel képes elviselni a hőmérsékleti szélsőségeket a tenyészidőszakban. A következő lépés az, hogy a DMC1 gén különböző változatait is megvizsgálják, és megállapítsák, ezen gén mennyisége és kifejeződési szintje a búzában befolyásolhatja a szélesebb hőmérsékleti ingadozásokkal szembeni védelmet.
A tanulmány emellett arra is rámutat, hogy a DMC1 egy a növényvilágban általánosan elterjedt gén, mely több fajnál is hatással van a hőmérséklettel szembeni ellenálló képességre, beleértve más fontos élelmiszernövényeket is.
Moore kutatócsoportja korábban is jelentős áttörést hozó kutatást folytatott, amikor is azonosították a búza megfelelő kromoszómapárosításért és terméshozamának megőrzéséért felelős génjét (ZIP4), amely azonban a kromoszómacsere elfojtásával megakadályozza a növény vad rokonaiból származó új, előnyös tulajdonságok átvételét is.
A kutatók génszerkesztési technológia segítségével sikeresek kettéválasztották a ZIP4 gén kétféle hatását, így fenntartja a terméshozamot, miközben lehetővé teszi a búza könnyebb keresztezését a vad rokonfajokkal. Ez hozzájárulhat az elit fajták genetikai sokféleségének javításához, beleértve az olyan tulajdonságokat, mint a hő- és betegségtűrő képesség.
Moore rámutatott:
„Az éghajlatváltozás valószínűleg negatív hatással lesz a meiózisra és ezáltal a búza termékenységére, végső soron tehát a terméshozamra, ezért a csíraplazma-gyűjtemények szűrése a hőségtűrő genotípusok azonosítása érdekében kiemelt prioritást élvez a növénytermesztés jövője szempontjából.”
Forrás: Magyar Mezőgazdaság/ Tóth-Gál Enikő, Phys.org
Fotó: Magyar Mezőgazdaság
