Moderní technologie ve službách zemědělců

Obilniny, mezi které patří i kukuřice, jsou hlavním zdrojem potravin pro člověka a krmiv pro hospodářská zvířata. Během tisícovek let se kukuřice změnila z plevelné rostliny, jejíž klasy obsahovaly méně než tucet zrn, v moderní zemědělskou plodinu se stovkami zrn v jedné palici. Moderní technologie pomáhají nejenom při dalším šlechtění, ale též při optimalizaci výživy i stabilizaci výnosu navzdory výkyvům počasí. Svůj podíl na tom mají vědci z různých částí naší planety.

Šlechtění se nevyhýbá žádné zemědělské plodině či hospodářskému zvířeti. Pravděpodobnost, že bychom se jednoho dne dostali do stavu, kdy by bylo možné říct: „Máme hotovo, další šlechtění není potřeba“ není velká. Každá doba má své potřeby, šlechtitelské cíle i postupy. V současnosti jsou v centru zájmu metody založené na genomice a genových editacích. Někdy jde o úkoly snadnější, jindy o velmi složité. Záleží na komplexnosti genomu organismu, vlastnosti, jež má být upravena, a složitosti jejího genetického kódování.

Genom kukuřice patří mezi ty velmi složité, a tak je provádění změn technikami genomové editace poměrně problematické. Vědci z Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) použili techniku tzv. genových nůžek CRISPR, aby si ‚pohráli‘ s promoterovými oblastmi kukuřičného genomu a modifikovali růst kmenových buněk. Díky odhalení sekcí, které ovlivňují výnos zrna, doufají, že se jim podaří přesnější a efektivnější editace v této oblasti.

Výkonné techniky editace DNA, kam patří i CRISPR, mohou urychlit celý proces šlechtění a například profesor David Jackson z CSHL a jeho spolupracovník Lei Liu se společně s docentkou Madelaine Bartlett z University of Massachusetts Amherst věnovali využití této vysoce specifické techniky k ovlivnění počtu zrn v kukuřičném klasu. Jacksonova laboratoř byla jednou z prvních, která použila technologii CRISPR k editaci genomu kukuřice.

DNA je rozdělena do dvou částí: genové a regulační oblasti, která podporuje nebo potlačuje aktivitu genů. Řada vědců dosud používala CRISPR jen velmi jednoduchým způsobem, nejčastěji k prostému narušení genu, čímž byl v podstatě vyřazen z činnosti. Ale Jackson přišel s novou myšlenkou: použít CRISPR na promotorové oblasti DNA, které geny ‚zapínají‘. To jim přineslo zajímavé výsledky, jež by mohly být zdrojem variability různých vlastností důležitých pro zemědělskou praxi.