Groundcherry otrzymuje ulepszenia genetyczne: przekształca ogrodową ciekawostkę w potęgę rolniczą
Ten skromny owoc zyskuje nową jakość w XXI wieku dzięki najnowocześniejszym badaniom genetycznym
„Wiśnie gruntowe mają wiele zalet. Są pożywne, mają wyjątkowo pyszny smak i mogą rosnąć w różnych klimatach. Problem polega na tym, że mają pewne uciążliwe cechy, które utrudniają ich uprawę na dużą skalę” — zauważyła Savanah Marie Dale, studentka studiów podyplomowych i współautorka pierwszego artykułu zespołu opublikowanego niedawno w Plants, People, Planet. (Zdjęcie Lucasa George’a Wendta na Unsplash)
ITHACA, NY — Wyobraź sobie mały owoc, który smakuje jak skrzyżowanie pomidora i ananasa, zawinięty w swój własny naturalny papierowy lampion. To jest groundcherry (Miechunka szara) – mało znany krewny pomidorów, który od stuleci po cichu rośnie w ogrodach i małych gospodarstwach w Ameryce Północnej. Teraz ten skromny owoc otrzymuje ulepszenie na miarę XXI wieku dzięki najnowocześniejszym badaniom genetycznym.
Przez ponad sześć lat zespół naukowców pod przewodnictwem Dr Joyce Van Eck na Instytut Boyce’a Thompsona prowadzi „Projekt Ulepszania Miechunki”. Celem jest przekształcenie miechunki ogrodowej z nowości w uprawę powszechnie dostępną, która pewnego dnia mogłaby stać się powszechnym widokiem obok borówek i jeżyn w lokalnym sklepie spożywczym.
„Wiśnie gruntowe mają wiele zalet. Są pożywne, mają wyjątkowo pyszny smak i mogą rosnąć w różnych klimatach. Problem polega na tym, że mają pewne uciążliwe cechy, które utrudniają ich uprawę na dużą skalę” – zauważyła Savanah Marie Dale, studentka studiów podyplomowych i współautorka ostatniej pracy zespołu opublikowanej w Rośliny, Ludzie, Planeta.
Rośliny czeremchy mają rozłożysty pokrój, co utrudnia ich uprawę. Ponadto zrzucają owoce na ziemię, gdy są dojrzałe (stąd nazwa), co utrudnia zbiory i zwiększa ryzyko skażenia patogenami przenoszonymi przez glebę. Zamiast spędzać dziesięciolecia na selektywnej hodowli czeremchy, aby przezwyciężyć te problemy, zespół wykorzystuje technikę edycji genów zwaną CRISPR/Cas9, aby wprowadzić precyzyjne zmiany w DNA rośliny.
Dzięki modyfikacji określonych genów naukowcy poczynili już imponujące postępy. Stworzyli rośliny groundcherry o bardziej zwartym pokroju, co ułatwia ich uprawę. Zwiększyli również rozmiar owoców i pracują nad sposobami, aby owoce dłużej utrzymywały się na roślinie, dzięki czemu zbiory są łatwiejsze i bezpieczniejsze, ponieważ owoców nie trzeba zbierać z ziemi.
„Poza zastosowaniem w rolnictwie, czeremcha jest cennym gatunkiem modelowym do badań nad rodziną psiankowatych, do której należą uprawy o znaczeniu ekonomicznym, takie jak pomidory i ziemniaki” – powiedziała Elise Tomaszewski, studentka studiów podyplomowych i współautorka pierwszego artykułu na temat projektu.
Badania nad unikalnymi cechami groundcherry, takimi jak jego papierowe, przypominające lampion pokrycie (nadmuchany kielich) i mechanizmy odrywania owoców (proces, w którym owoc oddziela się od rośliny macierzystej), dostarczają spostrzeżeń, które można wykorzystać do ulepszenia pokrewnych upraw. Podwójna rola groundcherry jako rośliny uprawnej i organizmu modelowego podkreśla jej naukowe i praktyczne znaczenie.
W ramach projektu badane są również naturalne zdolności miechunki do opierania się niektórym szkodnikom owadzim. Wiedzę tę można wykorzystać w innych uprawach, by ograniczyć potrzebę stosowania pestycydów.
„Ulepszanie czeremchy pospolitej przynosi korzyści nie tylko tym, którzy uprawiają i spożywają ten pożywny owoc, ale także pogłębia naszą wiedzę na temat biologii roślin, co jest kluczowe dla przyszłego rozwoju rolnictwa” – wyjaśnia Van Eck.
W obliczu wyzwań związanych ze zmianą klimatu i bezpieczeństwem żywnościowym na skalę globalną Projekt Ulepszenia Physalis oferuje wgląd w przyszłość, w której nauka może pomóc w tworzeniu bardziej odpornych, produktywnych i zrównoważonych systemów żywnościowych.
O Instytucie Boyce’a Thompsona (BTI)
Założona w 1924 roku i zlokalizowana w Ithace w stanie Nowy Jork, BTI jest na czele badań nad nauką o roślinach. Naszą misją jest rozwijanie, komunikowanie i wykorzystywanie pionierskich odkryć w naukach o roślinach w celu rozwijania zrównoważonego i odpornego rolnictwa, poprawy bezpieczeństwa żywnościowego, ochrony środowiska i poprawy zdrowia ludzi. Jako niezależny, non-profitowy instytut badawczy powiązany z Cornell University, jesteśmy zobowiązani do inspirowania i szkolenia kolejnego pokolenia naukowych liderów. Dowiedz się więcej na BTIscience.org.
–Instytut Boyce’a Thompsona
za pośrednictwem EurekAlert!
