Rośliny odporne na zmiany klimatyczne bez modyfikacji genów

W zeszłym roku jedno z pól w północnej Kalifornii podzielono na dwie części, by móc porównać ze sobą dwa sposoby uprawiania pomidorów. Początkowo nie było widać żadnych różnic, wyszły dopiero ponad dwa tygodnie po zbiorach, kiedy pomidory z nowoczesnej upraw przez cały czas wyglądały i smakowały świeżo, jakby zerwano jakieś 2-3 dni temu

W czym tkwi zagadka? Uprawiane według nowej metody pomidory nie została ani wyhodowane inaczej niż te tradycyjne, ani nie zostały zmodyfikowana genetycznie. Innowacja polegała na czym innym, na poddaniu roślin leczeniu epigenetycznemu, które koryguje pewne cechy ale robi to bez zmiany DNA rośliny. Może się to zdarzyć, gdy roślina jest nasieniem lub podczas jej wzrostu na polu uprawnym. Za opracowaniem i wdrożeniem tej metody stoją założyciele Decibel Bio, startupowi który dzięki technologii chce uodpornić rośliny uprawnych na szereg wyzwań związanych z suszą, ekstremalnym upałem czy szybką utratą świeżości.

„Epigenetyka tak naprawdę nie została jeszcze dobrze wykorzystana w botanice” — mówi dyrektor generalny i założyciel Travis Bayer.

Epigenetyka bada, w jaki sposób środowisko zmienia sposób ekspresji genów — na przykład kiedy jemy, ćwiczymy lub – dlaczego i jak nasze geny zaczynają działać inaczej, chociaż podstawowe DNA jest takie samo. W przypadku pomidorów, wystawienie nasion na działanie pewnych fragmentów własnego DNA rośliny spowodowało „wyłączenie” enzymów, które naturalnie degradują owoce.

„Tak naprawdę pracujemy z tym, co ma roślina, ale po prostu wytwarzamy trochę mniej tego enzymu, który odpowiada za degradację ścian komórkowych” — mówi Bayer. Pomidory wytrzymały mniej więcej dwa razy dłużej, niż normalnie by wytrzymały. Podobne podejście do sałaty dało zieleninę, która przetrwała trzy razy dłużej bez brązowienia.

W kolejnym zestawie około 50 prób, które zostaną przeprowadzone tego lata na Środkowym Zachodzie, startup przetestuje, w jaki sposób inne metody mogą pomóc uczynić kukurydzę odporną na suszę, lepiej znosić choroby lub zwiększyć plony. W miejscu takim jak Iowa, gdzie poważne susze stają się coraz powszechniejsze — ale nie zdarzają się przewidywalnie każdego roku — metoda leczenia odporności na suszę mogłaby pomóc rolnikom dostosować się w czasie rzeczywistym. W stanie tym często pada dużo deszczu (lub za dużo); całkowite przejście na odmianę odporną na suszę mogłoby oznaczać niższe plony w latach deszczowych. Dzięki platformie Decibel rolnicy mogliby uprawiać standardową kukurydzę, a następnie opryskiwać ją nowym produktem. Zmiana fizjologii roślin następuje w ciągu około tygodnia.

„Nasza platforma daje plantatorom możliwość korygowania fizjologii roślin w trakcie uprawy” — mówi Bayer. „To coś, co do tej pory nie było dostępne dla plantatorów. jeżeli zasadzisz hybrydę kukurydzy, która nie jest odporna na suszę, a susza występuje, nie masz sposobu, aby sobie z nią poradzić”.

Podstawową platformę można wykorzystać na wiele innych sposobów. Niektóre zabiegi można zastosować do upraw przed poważną burzą, aby pomóc roślinom przetrwać powodzie. Inna wersja mogłaby pomóc utrzymać wzrost roślin w ekstremalnych warunkach. Zabiegi mogłyby również poprawić fotosyntezę — lub pomóc uprawom zużywać mniej nawozów. Firma przetestowała również podejścia, aby pomóc uprawom takim jak soja i groch rosnąć z dodatkowym białkiem, co może być przydatne do produkcji mięsa roślinnego. Zespół planuje kontynuować opracowywanie nowych produktów, ze szczególnym uwzględnieniem głównych upraw rzędowych, takich jak kukurydza i pszenica. Nowy rodzaj zabiegu dla konkretnej uprawy można opracować w ciągu kilku miesięcy.

Podejście to może być stosowane komercyjnie w gospodarstwach rolnych już w przyszłym roku, w zależności od zatwierdzenia regulacyjnego. W miarę postępu zmian klimatycznych może to być najważniejsze narzędzie, które pomoże systemowi żywnościowemu. „Jeśli rozmawiasz z rolnikami to rzeczą, o której słyszysz wciąż i wciąż, jest to, iż pogoda staje się coraz bardziej nieprzewidywalna z roku na rok” — mówi Bayer. „Wiemy z modeli klimatycznych i wielu danych, iż obserwujemy coraz bardziej ekstremalne zjawiska pogodowe, które bezpośrednio wpływają na rolników na co dzień. Naszą główną motywacją było, abyśmy spróbowali dać rolnikom narzędzia, dzięki którym będą mogli dostosować się do tej nowej rzeczywistości”.