Egy nemzetközi kutatócsoport olyan eredményre jutott, amely a mezőgazdaság jövőjét is formálhatja – méghozzá egy új nézőpontból: a növényi hormonokra koncentrálva.

Miért akkora dolog ez?

Belső jelzőmolekuláik, az ún. növényi hormonok (fitohormonok) folyamatosan irányítják a növények életét, a növekedéstől kezdve a stresszválaszig. Ezek a hormonok rendkívül alacsony koncentrációban működnek, de hatásuk óriási: koordinálják a sejtek osztódását, a növekedést és még a kórokozók elleni védekezést is.

A gond ott van, hogy a növényekben a védelmi és növekedési folyamatok gyakran ellentétesek. Amikor támadnak a kórokozók vagy kártevők, a növény „bekapcsolja” az immunrendszerét, és ezzel együtt lelassítja a növekedést, mivel az energiát a védekezésre fordítja. Ez a "növekedési–védelmi kompromisszum" a gyakorlati gazdálkodásban azt jelenti, hogy ha a növény jól védekezik, akkor kevesebb termést ad, és fordítva.

Hogyan sikerült ezt feloldani?

A Colorado State University kutatói egy kísérletben úgy módosították a hormonális kommunikációt laboratóriumban, hogy a növény egyszerre legyen betegségekkel szemben ellenálló és mégis erőteljesen növekedő. Ehhez olyan genetikai módosításokat használtak, amelyek a növény immunrendszerét finoman „hangolják”, így a növekedést gátló hormonok nem nyomják el a fejlődést, miközben a védekezés hatékonysága nem csökken, sőt bizonyos esetekben erősödik.

A vizsgálatokhoz a jól ismert Arabidopsis thaliana modellszervezetet használták (ez egy kis méretű mustárfajta, amelyet a tudomány széles körben vizsgál). Olyan mutáns növényeket alkalmaztak, amelyekben az immunválasz „önálló életre kelt” – hasonlóan ahhoz, ahogy az autoimmun betegség zajlik az emberekben. E növények normálisan nem növekedtek jól, mert erőteljesen védekeztek, de a hormonális jelzőrendszer újrahangolásával a kutatók vissza tudták állítani a növekedést anélkül, hogy legyengült volna a betegség elleni védelem.

növény

Egy kísérletben úgy módosították a hormonális kommunikációt, hogy a növény egyszerre legyen betegségekkel szemben ellenálló és erőteljesen növekedő – Fotó: Shutterstock

Miért fontos ez a gyakorlatban?

Ez nem csupán tudományos bravúr, hanem komoly gyakorlati potenciál. Ha ugyanezeket az elveket át lehet ültetni olyan kulcsfontosságú kultúrákba, mint búza, kukorica vagy szója, akkor olyan növényeket kaphatunk, amelyek magas hozamot és természetes betegségtűrést egyaránt produkálnak, ezzel csökkentve a növényvédő szerek és műtrágyák mennyiségét.

A csapat jelenleg partnerségeket keres a világ különböző tájain működő nemesítési programokkal, hogy ezeket a mutációkat különböző éghajlatokon és régiókban teszteljék, különféle növényekkel.

Ha sikerrel járnak, ez a megközelítés kiváló helyettesítője lehet a sokszor környezetterhelő hagyományos vegyszerezésnek.

Túl a laboron: a jövő mezőgazdasága?

Cris Argueso professzor, a kutatás vezetője így fogalmazott: „Csak az idő fogja megmondani, milyen hatása lesz ennek a széles körű élelmiszer-termelésben, de potenciálisan akkora áttörés lehet, mint a zöld forradalom volt 60 éve”.

A zöld forradalom egy olyan időszak volt, amikor a tudósok új, magas hozamú növényfajtákat és modern gazdálkodási módszereket fejlesztettek ki az élelmiszer-termelés növelése érdekében világszerte. A mozgalom egyik kulcsfontosságú tudósa Norman Borlaug genetikus és növénypatológus volt. Ő fedezett fel egy természetes mutációt a búzában, amely lehetővé tette a növény számára, hogy sokkal több szem termést hozzon, mint a hagyományos fajták.

Sok országban kezdték el termeszteni ezt a nemesített búzát a gazdák. Az élelmiszertermelés jelentősen megnőtt, és sok nemzetnek sikerült elkerülnie az éhínséget. E fontos munkáért Borlaug Nobel-békedíjat kapott.

A zöld forradalomnak azonban voltak hátrányai is. A magas hozamú növények termesztése érdekében a gazdák gyakran nagy mennyiségű műtrágyát és növényvédő szert használtak. Idővel a túlzott vegyszerhasználat több régióban is környezeti károkat okozott.

"Olyan haszonnövényeket szeretnénk létrehozni, amelyek nagyon jól védekeznek a kórokozók ellen, de nem csökkentik a terméshozamot” – mondta most Cris Argueso. Majd hozzátette: „Azzal szoktunk viccelni, hogy ez a zöld zöldforradalom.” Tehát kevesebb vegyszer, több termés és kisebb környezeti terhelés. Azt viszont mindenképpen hangsúlyozzák, hogy még hosszú út áll a gyakorlati alkalmazás előtt, beleértve a fajták közötti teszteket, klímaviszonyok széles skáláját és a nemzetközi együttműködést is.

Forrás: earth.com