W świecie roślin zdarzają się mutacje, które zmieniają bieg nauki. Tak właśnie stało się niedawno z pewną pszenicą, która w jednym z doświadczeń zaczęła tworzyć trzy ziarna tam, gdzie normalnie rozwija się tylko jedno. Początkowo wyglądało to jak drobna anomalia – pojedynczy kłos o nieco dziwnej budowie. Szybko jednak okazało się, że ta nietypowa cecha ma głębsze znaczenie i może otworzyć zupełnie nowy rozdział w hodowli zbóż.

Zaskakująca mutacja

Badacze zauważyli, że w tej niezwykłej pszenicy każda kwiatostanowa jednostka – tzw. floret – zamiast jednego owocolistu (czyli zalążni, z której powstaje ziarno) wytwarzała aż trzy. Oznacza to, że z jednego kwiatu mogą powstać trzy nasiona, a więc potencjalnie plon z jednego kłosa może się potroić.

To zjawisko nie zostało wywołane przez żadną modyfikację genetyczną w laboratorium – powstało spontanicznie, jako naturalna mutacja w jednej z populacji pszenicy uprawnej. To właśnie czyni odkrycie tak fascynującym: natura sama odsłoniła mechanizm, który może być kluczem do znacznie większej wydajności roślin.

Poszukiwanie przyczyny

Zespół naukowców rozpoczął szczegółowe badania nad przyczyną tego zjawiska. Analiza genomu ujawniła, że za mutację odpowiada aktywacja genu regulującego rozwój kwiatów – genu z rodziny WUSCHEL, znanego wcześniej z kontroli formowania się tkanek wzrostowych u roślin.

W zwykłej pszenicy gen ten jest „uśpiony” w momencie, gdy formuje się pojedynczy owocolist. W mutantce jego aktywność utrzymuje się dłużej, przez co roślina tworzy dodatkowe elementy kwiatowe – aż trzy potencjalne miejsca, w których może rozwinąć się ziarno.

Innymi słowy: mutacja „rozregulowała” genetyczny zegar rozwoju kwiatu, pozwalając mu wyprodukować trzykrotnie więcej owocolistów, a tym samym ziaren.

Odkrycie o ogromnym potencjale

Jeśli ten mechanizm uda się wykorzystać w hodowli odmian użytkowych, mogłoby to doprowadzić do rewolucji w produkcji pszenicy. W teorii jedna roślina mogłaby wytwarzać trzykrotnie więcej ziaren bez zwiększania powierzchni uprawy. To oznaczałoby wyższy plon z tego samego areału, mniejsze zużycie wody i nawozów na tonę ziarna, a w konsekwencji – realne wsparcie dla bezpieczeństwa żywnościowego na świecie.

Dla rolników byłby to ogromny krok naprzód, zwłaszcza w obliczu zmian klimatycznych i rosnących kosztów produkcji. Pszenica z „potrojonym ziarnem” mogłaby w przyszłości stać się odmianą wysokoplenna przy zachowaniu tej samej ilości gleby, wody i energii.

Nie tylko korzyści

Naukowcy jednak studzą entuzjazm. Choć zwiększenie liczby ziaren brzmi obiecująco, to roślina musi mieć wystarczające zasoby, by każde ziarno mogło się prawidłowo wypełnić. Istnieje ryzyko, że przy potrojonej liczbie nasion każde z nich będzie mniejsze lub słabiej rozwinięte.

Innym wyzwaniem może być stabilność łodygi i kłosa – cięższe, gęstsze kłosy mogą być bardziej podatne na wyleganie. Hodowcy będą musieli również zadbać o odpowiednie nawożenie i warunki glebowe, aby wykorzystać potencjał nowej cechy bez strat jakościowych.

Wreszcie, nawet jeśli gen odpowiedzialny za mutację jest już znany, przeniesienie tej cechy do innych odmian wymaga wielu lat pracy hodowlanej – selekcji, testów polowych i oceny wpływu na inne cechy użytkowe.

Co dalej?

Zespół badawczy planuje obecnie wprowadzić odkryty gen do różnych odmian pszenicy, aby sprawdzić, czy efekt potrojenia liczby ziaren powtarza się w różnych środowiskach i liniach genetycznych. Jeśli wyniki okażą się stabilne, kolejnym krokiem będzie opracowanie odmian, które zachowają równowagę między liczbą a jakością nasion.

Możliwe też, że w przyszłości wykorzysta się narzędzia edycji genów, takie jak CRISPR, by precyzyjnie aktywować ten sam mechanizm w innych odmianach, bez potrzeby wielopokoleniowej selekcji.

Przełom w hodowli zbóż?

Odkrycie mutacji, która prowadzi do powstania trzech ziaren zamiast jednego, to jedno z najciekawszych wydarzeń ostatnich lat w genetyce roślin. Pokazuje ono, jak jeden niepozorny gen może całkowicie zmienić architekturę i potencjał plonowania pszenicy.

Choć do wprowadzenia tej cechy do praktyki rolniczej jeszcze daleka droga, sama świadomość, że taki mechanizm istnieje, otwiera zupełnie nowe możliwości. Jeśli uda się go kontrolować i wykorzystać bez negatywnych skutków ubocznych, może to być krok milowy w walce o zwiększenie produkcji żywności w sposób zrównoważony i przyjazny środowisku.

Naszym zdaniem

Choć na pierwszy rzut oka można by się ucieszyć z trzy razy większego plonu, to nie sądzimy by rolnicy tak naprawdę mieli jakieś specjalne powody do zadowolenia.

Zanim bowiem, to co zaistniało przypadkiem, stanie się normalną praktyką minie wiele, bardzo wiele lat. Do tego jeszcze, jak już wyżej było napisane nie wiadomo co się stanie z parametrami jakościowymi takiego potrojonego plonu, ani jak bardzo wpłynie on na pobieranie składników pokarmowych i wody.

I wreszcie najważniejsze – w sytuacji nadwyżki podaży nad popytem, czyli stanu w jakim dziś jesteśmy, możemy tylko mieć nadzieję, że naprawdę jeszcze wiele lat upłynie, zanim na rynku pojawi się trzy razy więcej zboża niż obecnie.

Trzy razy wyższe plony są dobre dla rolnika tylko wtedy, gdy tylko on jeden we wsi takie uzyskuje.

Ale gdy wszyscy rolnicy będą zbierać trzy razy wyższe plony, to efekt będzie taki, że wszyscy „przerzucą”, przewiozą do skupu trzy razy więcej ziarna, a dostaną trzy razy niższą cenę za tonę. Czyli narobimy się dużo więcej a zysku będziemy mieć jeszcze mniej niż teraz.

A co Wy o tym myślicie? Napiszcie w komentarzach.