Sto pięćdziesiąt lat temu kasztanowce amerykańskie dostarczały pożywienia ludziom i zwierzętom we wschodnich Stanach Zjednoczonych, a także dostarczały drewna. Następnie grzyb z Azji prawie je unicestwił.

Naukowcy pracowali nad ich przywróceniem, ale w zeszłym roku program genetycznie zmodyfikowanych kasztanów napotkał trudności, przez co wielu fanów kasztanów zastanawiało się, co dalej?

Kilka mil od Abingdon w południowo-zachodniej Wirginii w sadzie otoczonym pagórkowatymi pastwiskami krów rośnie dziesiątki tysięcy kasztanowców. Większość tych drzew jest młoda. Ale pochodzą od sadzonek kasztanowca, które badacze wyhodowali sto lat temu.

„Z każdym kolejnym pokoleniem staramy się zachować jak największy opór” – powiedział Wasilij Łakoba, dyrektor ds. badań w pierwszym i największym sadzie badawczym Fundacji American Chestnut Foundation w Meadowview.

Świstak biegnie po trawie, wskazując na jedno drzewo, hybrydę kasztana chińskiego i amerykańskiego.

„Kiedy mówimy hybrydy, mamy na myśli, że genetyka obu gatunków zostaje wymieszana” – powiedział Lakoba.

To nie jest modyfikacja genetyczna przeprowadzona w laboratorium, to ktoś popychający drzewo. „Kiedy jako osoba zbierzesz pyłek z jednego drzewa, który zebrałeś, i umieścisz go na żeńskich kwiatach innego drzewa” – wyjaśnił Lakoba.

Naukowcy próbują w ten sposób przywrócić kasztany od początku XX wieku.

Odmiana GMO

Tymczasem naukowcy z Nowego Jorku pracowali nad czymś zupełnie innym – genetycznie zmodyfikowanym kasztanem amerykańskim o nazwie Darling 58. Znaleźli sposób na wstawienie genu z pszenicy do kasztana amerykańskiego, co rzekomo czyni go odpornym na zarazę.

Jednak niedawno Fundacja American Chestnut Foundation ogłosiła, że ​​nie wspiera już projektu Darling GMO.

„Mamy dowody na to, że drzewa nie radzą sobie dobrze w terenie” – powiedziała Sara Fern Fitzsimmons, dyrektor ds. ochrony przyrody w American Chestnut Foundation.

Powiedziała, że ​​drzewa Darling rosną powoli i po roku nie wydają się opierać zarazie. Odkryli także niedobór genetyczny, gdy dowiedzieli się, że wystąpił problem z etykietowaniem – drzewa są w rzeczywistości inną wersją linii Darling, zwaną Darling 54. Przywrócenie tych drzew jest problematyczne – powiedział Fitzsimmons.

Przywrócenie kasztana amerykańskiego za pomocą inżynierii genetycznej dzieli społeczność zajmującą się ochroną przyrody

„Drzewa Darling 54 mają przerwany natywny gen kodujący tolerancję na zasolenie i suszę, czyli ten, którego kasztany potrzebują, aby były zdrowe” – powiedział Fitzsimmons. Wstawiony gen pszenicy, stwierdziła, zakłóca je. To, wraz z innymi czynnikami, może wyjaśnić, dlaczego drzewa Darling zahamowały wzrost.

Andy Newhouse nie zgadza się z tym. „Darling Chestnuts to nadal najbardziej obiecująca opcja, jaką mamy”. Newhouse jest dyrektorem projektu dotyczącego kasztanów w College of Environmental Science and Forestry na Uniwersytecie Stanowym Nowego Jorku, gdzie naukowcy opracowali linię kasztanów Darling.

„Idziemy do przodu” – powiedział Newhouse. „Przyglądamy się drzewom. Pracujemy nad ich udoskonaleniem.”

Zespół Newhouse’a zwrócił się do Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych o pozwolenie na wypuszczenie drzew GMO. USDA może podjąć decyzję w tym roku.

Amy Brunner, profesor nadzwyczajny w Virginia Tech, trzyma w plastikowym pudełku małe nasiona kasztanowca. Jej laboratorium bada geny zapewniające odporność kasztanowców na zarazę. Źródło: Roxy Todd / Radio IQ

Znalezienie odpowiedniego elementu układanki

Tymczasem inni badacze genetyki tutaj w Wirginii pracują nad lepszym zrozumieniem specyficznych genów, które pomagają niektórym kasztanom oprzeć się zarazie.

W laboratorium na terenie kampusu Virginia Tech badaczka Amy Brunner wskazuje na dziesiątki sadzonek wyrastających w małych plastikowych pudełkach. Oświetlenie do uprawy nadaje pomieszczeniu klimat przypominający plik X.

Sadzonki te wyrosły niedawno z orzechów zebranych w sadach w Kentucky, Pensylwanii i Wirginii. Brunner powiedział, że przyszłość tej nauki może obejmować zarówno modyfikację genetyczną, jak i tradycyjną hodowlę hybryd.

„W porównaniu z uprawami liczba badaczy zajmujących się drzewami leśnymi, wykorzystujących badania, jakie prowadzimy, czyli genetykę molekularną i genomikę, jest stosunkowo niewielka” – powiedział Brunner.

Jej kolega, John McDowell, również ma nadzieję zbadać sekwencję genetyczną grzyba wywołującego zarazę, co mogłoby pomóc w przywróceniu amerykańskich kasztanów do lasów.

„Kiedyś były to gatunki zwornikowe we wschodnich lasach. Byli doskonałym źródłem drewna i żywności” – powiedział McDowell. „Podbudowały wiele lokalnych gospodarek”.

Wracając do sadu Meadowview, Lakoba wskazuje na inny młody kasztanowiec hybrydowy, który jest obiecujący. Jest wysoki i prosty, a jego orzechy przypominają amerykańskie kasztany. I wydaje się, że po piętnastu latach walczy z zarazą.

Badania genetyczne mogą przyspieszyć ten proces, ale Lakoba powiedział, że naukowcom może zająć jeszcze 100 lat, zanim powstanie idealne drzewo, które przetrwa na wolności.

Powiedział, że jedno rozwiązanie tego nie rozwiąże. Aby kasztany wróciły do ​​lasów, potrzebne będą różne metody hodowli i zaangażowanie naukowców z całego kraju.

Ten raport, dostarczony przez Radio publiczne Wirginiibyło możliwe dzięki wsparciu ze strony Stowarzyszenie Edukacyjne Wirginii. Radio IQ jest usługą Virginia Tech.