Ta preboj prihaja v ključnem trenutku, ko se svet spopada z dvojnim izzivom: kako prehraniti osem milijard ljudi in se hkrati prilagoditi podnebnim spremembam. Ekstremni vremenski pojavi, kot so suša, vročinski valovi in poplave, že zdaj uničujejo pridelke od ameriškega srednjega zahoda do afriškega območja sahela, kar postavlja cilj odprave lakote, kot ga opredeljujejo Združeni narodi, pod resen vprašaj.
Pšenica, ki jo Organizacija ZN za prehrano in kmetijstvo (FAO) označuje kot osnovno živilo za večino civilizacij v Evropi, Aziji in severni Afriki že več kot 8000 let, ostaja najbolj razširjeno in ključno žito na svetu. Kljub pomenu pa je pridelek omejen z biološko danostjo, tako da en cvet običajno obrodi eno samo zrno. Nova študija se osredotoča na gen, znan kot WUSCHEL-D1. Raziskovalci so ugotovili, da je ta v zgodnjih fazah razvoja rastline pri veliki večini sort pšenice neaktiven oziroma speč. Gre za tako imenovani transkripcijski faktor, nekakšno gensko glavno stikalo, ki nadzoruje aktivnost cele vrste drugih genov, vpletenih v razvoj cveta.
V redkih primerih, ko se aktivira – iz razlogov, ki jih znanstveniki za zdaj še ne razumejo popolnoma –, sproži kaskadni učinek. Namesto razvoja ene jajčne celice v cvetu aktivni gen WUSCHEL-D1 spodbudi razvoj treh. Posledično lahko iz enega samega cveta zrastejo tri polnovredna zrna. Najbolj izjemen vidik te genetske anomalije ni zgolj potrojitev potencialnega pridelka. Ključna prednost je učinkovitost virov. »Identifikacija genetske osnove nam odpira možnost, da to lastnost vključimo v nove sorte pšenice,« je v izjavi za medije, ki jo povzema SciTech Daily, pojasnil dr. Vijay Tiwari, izredni profesor rastlinskih znanosti in soavtor študije.
Bistveno več hrane na istem hektarju zemlje
Pomen tega je, da bi lahko pšenica s trojnim zrnom proizvedla bistveno več hrane na istem hektarju zemlje. Še pomembneje pa je, da po prvih ocenah rastlina za razvoj treh zrn ne bi potrebovala bistveno več vode ali gnojil kot rastlina, ki razvije samo eno zrno. V kmetijstvu, ki se spopada z izčrpanimi vodnimi viri in okoljskim pritiskom zaradi uporabe gnojil, je to odkritje velik premik. Kmetijstvo že zdaj porabi približno 70 odstotkov vse svetovne porabe sladke vode. Povečanje pridelka brez sorazmernega povečanja porabe virov velja za sveti gral sodobne agronomije. »Z naborom orodij za genetsko urejanje, kot je CRISPR, se lahko zdaj osredotočimo na izboljšanje te lastnosti, da bi povečali pridelek pšenice,« je dodal dr. Tiwari.
Čeprav je odkritje obetavno, je pot do kmetovih polj še dolga. Znanstveniki morajo zdaj ugotoviti, kako natančno nadzorovati aktivacijo omenjenega gena, in to lastnost uspešno ter stabilno prenesti v komercialne sorte pšenice, ki se danes uporabljajo po svetu. Kljub optimizmu svarijo pred prehitrimi sklepi. Ena ključnih ovir bo zagotoviti, da potrojena zrna ohranijo enako visoko vsebnost beljakovin in pekovsko kakovost, po kateri je pšenica znana. Živilskopredelovalna industrija je namreč močno odvisna od stabilnih lastnosti moke. Prav tako bo treba v obsežnih poljskih poskusih preveriti, ali so nove sorte odporne proti obstoječim boleznim in škodljivcem ter kako se obnesejo v stresnih razmerah, kot je suša, ki je vse pogostejša.
Hipoteza, da bi lahko omenjeni gen ali njegovi sorodni geni v drugih rastlinah imeli podobno vlogo, odpira vrata za raziskave pri koruzi in rižu, ki sta temelj prehrane za milijarde ljudi, zlasti v Aziji in Južni Ameriki. Uspešen prenos te lastnosti bi pomenil globalno transformacijo kmetijske proizvodnje in bi lahko bil eden ključnih odgovorov na izzive prehrane naraščajočega svetovnega prebivalstva.
