Swoją pszenicę uzyskali nie w wyniku modyfikacji genetycznej, tylko korzystając z klasycznych metod krzyżowania. Gen odpowiadający za tolerancję na zasolenie środowiska wprowadzili do jednej z uprawianych na dużą skalę odmian.

Naukowcy z Waite Research Institute na Uniwersytecie Adelajdy poznali jednocześnie mechanizmy, dzięki którym gen zapewnia roślinom odporność na zasolenie. Swoje wnioski opisali w "Nature Biotechnology".

"To bardzo ważna praca, gdyż problem zasolenia dotyczy obecnie ponad jednej piątej gleb uprawnych na świecie, a zasolenie, mające związek ze zmianami klimatu, staje się coraz większym zagrożeniem całej produkcji żywności" – zauważa dr Rana Munns z CSIRO Plant Industry.

Udomowienie pszenicy i jej uprawa przez człowieka doprowadziły do sytuacji, w której pula genowa współczesnych jej odmian znacznie się zubożyła. Tym samym pszenica stała się bardziej podatna na zmiany w środowisku. Na zasolenie gleb wyjątkowo wrażliwa okazała się durum, z której produkuje się makarony i kuskus.

Naukowcy z Australii zorientowali się jednak, że geny odpowiadające za wiele cennych cech (a wśród nich odporność na sól w glebach) można uzyskać z dzikich roślin, spokrewnionych ze współcześnie uprawianą pszenicą. I właśnie w takim dzikim przodku (Triticum monococcum) odkryli nieznany wcześniej gen dający tolerancję na zasolenie.

"Zasolone gleby stanowią naprawdę duży problem, gdyż jeśli sód zacznie się kumulować w liściach, wpływa na ważne procesy kluczowe dla przetrwania rośliny, np. na fotosyntezę" – tłumaczy główny autor badania, dr Matthew Gilliham z Waite Research Institute na Uniwersytecie Adelajdy i z ARC Centre of Excellence in Plant Energy Biology. Gen tolerancji na zasolenie nazywano TmHKT1;5-A. Mówiąc w skrócie, powoduje on wykluczanie sodu z liści. Powoduje produkcję białka, które usuwa sód z komórek wyściełających ksylem – część roślin, pełniącą rolę +rurociągów+ do transportu wody z korzeni do liści – tłumaczy badacz.

Odpowiedzialny za badania terenowe dr Richard James z CSIRO Plant Industry podkreśla, że naukowcy przeważnie skupiają się na reakcjach roślin w warunkach kontrolowanych, w laboratoriach albo szklarniach. Tym razem jednak dowiedli, że gen tolerancji zwiększa plony bezpośrednio na farmach, które mają problemy z zasoleniem gleb. Testy prowadzono w różnych rejonach Australii, m.in. w wielkich gospodarstwach na północy Nowej Południowej Walii.

"W standardowych warunkach pszenica zawierająca gen tolerancji na zasolenie zachowywała się na polach tak samo, jak pszenica bez tego genu. Ale już przy zwiększonym zasoleniu prześcigała swój odpowiednik, dając plon większy nawet o jedną czwartą" – podkreśla James.

"Choć do opisu i zrozumienia genu tolerancji na zasolenie sięgnęliśmy po techniki molekularne, sam gen został do pszenicy wprowadzony w procesie hodowli +nie-GM+. To znaczy, że powstała nowa pszenica durum, nie zaliczająca się do odmian transgenicznych czyli +GM+, i że warunki jej uprawy nie będą obwarowane żadnymi ograniczeniami" – podkreśla Munns.