/nginx/o/2022/01/25/14328148t1ha37d.jpg)
/nginx/o/2022/07/19/14705908t1hbac7.jpg)
- Nisu võiks anda rohkem saaki, kui selle geene kliimatingimuste järgi muuta.
- Traditsiooniliste aretusmeetoditega võtaks selle lahenduse rakendamine liiga kaua aega.
- Lihtsam oleks saagikust suurendada näiteks niisutamise tõhustamisega.
Värske teadusuuringu järgi võiksime teoreetiliselt maailmas nisu tootmiskogused kahekordistada. Selleks tuleks nisu eri piirkondade jaoks geneetiliselt optimeerida. Põllumajandusteadlased on aga skeptilised.
Põllukultuuride eksperdid on varem püüdnud hinnata nn majandamislünka – nisu reaalse saagikuse ja potentsiaalse teoreetilise saagikuse erinevust. Viimast oleks võimalik maksimeerida niisutamise ja muude tegurite parema juhtimisega. Nüüd on teadlased esimest korda välja arvutanud «geneetilise saagikuse lõhe» suuruse – praeguse saagikuse ja maksimaalse saagikuse erinevuse juhul, kui taime genoom oleks täiuslikult kohastunud erinevates kliimatingimustes toitaineid, vett ja päikesevalgust omastama.
See lõhe oli suurim Austraalias ja Kasahstanis (70 protsenti), mis tähendab, et optimeeritud nisugenoomist võiksid kõige rohkem kasu lõigata just need riigid. Väikseim vahe (30 protsenti) oli Uus-Meremaal. Ülemaailmse keskmise (51 protsenti) võrdlus nisukoristusaladega viitab, et ühel päeval võiks maailm nisu tootmist kahekordistada lihtsalt nisugeneetika optimeerimisega, sealjuures rohkem nisu kasvatamata.
«On üllatav, et see arv on nii suur. Geneetiliseks optimeerimiseks on olnud üsna palju aega, kuid ilmselgelt ei ole seda paljudes maailma osades tehtud,» ütleb uurimisrühma liige, Rothamsted Researchi teadlane Nigel Harford.
Uuring avaldati ajal, mil nisu hinnad on nelja kuu jooksul pärast Venemaa sissetungi Ukrainasse järjepidevalt tõusnud, teraviljatarned häiritud ning kuumalained võtmetootjariike, sealhulgas Indiat, mõjutanud. Halfordile ja tema kolleegidele on selge, et saagikuse lõhe sulgemine ei ole kiire lahendus, kuid pikemas perspektiivis võib see aidata kompenseerida kliimamuutuste mõju, mis võib nisu saagikust vähendada, sest nisutaimed satuvad kuumastressi, kui temperatuurid ületavad 34 °C.
Optimeeritud nisugenoomist võiksid kõige rohkem kasu lõigata Austraalia ja Kasahstan.
«See ei ole lahendus, mida saaks kohe rakendada,» ütleb teine uurimisrühma liige Mikhail Semenov, samuti Rothamstedist, kuid ta arvab, et teoreetiliselt oleks see siiski võimalik.
Meeskond uuris järelduste tegemiseks 53 kohta 33 riigis, kus kasvatatakse nisu tingimustes, mis on võrreldavad 91 protsendi maailma nisu kasvatustingimustega. Praeguse saagikuse ja kindlate keskkonnatingimuste jaoks kohandatud genoomiga nisu teoreetilise saagikuse vahet hinnati Siriuse arvutusmudeli abil.
Nisukultuuride genoomi optimeerimine saagikuse suurendamiseks võiks toimuda kas traditsioonilise taimekasvatuse või geenitöötlustehnoloogiate abil ka palju kiiremini.
Kuid Readingu ülikooli teadlase Donal O’Sullivani sõnul saavutavad tipptasemel tehnoloogiaid kasutavad nisuaretajad Ühendkuningriigis vaid protsendisuuruse saagikuse kasvu aastas. O’Sullivan ei olnud kõnealuse uuringuga seotud.
«Alati on võimalik kasu suurendada, kui võtta kasutusele tehnoloogiad, nagu geenide muutmine, mida pole veel laialdaselt rakendatud. Kuid väita, et on olemas terve hulk kasutamata murrangulisi aretustehnoloogiaid, mis võimaldavad nisu saagikust kahekordistada, on kummaline,» arvab ta.
Majandamislõhe vähendamine on praegu palju teostatavam kui värskes uuringus hinnatud geneetilise saagikuse vahe, ütleb Barcelona ülikooli teadlane José Luis Araus. «Mina ei jaga nende optimismi saagikuse kahekordistamisest aretuse abil.»
Algselt populaarteaduslikus ajakirjas New Scientist ilmunud artikkel ilmub Postimehes väljaande loal. Inglise keelest tõlkis Mariliis Kolk
Eesti teadlaste pilgud on pööratud odra poole
Eesti taimekasvatuse instituudi taimebiotehnoloogia osakonna juhataja ja vanemteaduri Kristiina Laanemetsa sõnul ei ole uute geenitehnoloogia meetoditega palju sorte veel aretatud, kuid sellealast teadustööd tehakse kõikjal maailmas, ka Eestis.
Valdav osa geenitehnoloogiauurimustest tehakse teaduslikel eesmärkidel ilma otsese plaanita saadud taimi sortidena registreerida. «Paljud võimalikud arendused aitavad taimedel muutuva kliima kontekstis paremini vastu pidada. Väga levinud uurimissuund on näiteks vastupidavus taimehaigustele, sest kliimamuutused mõjutavad ka taimehaiguste levikuala. Lisaks otsitakse geene, mis annaksid taimedele eelise erinevates ilmastikuoludes, olgu selleks põud või kõrgem temperatuur,» selgitab Laanemets.
/nginx/o/2022/07/19/14705910t1h4b7b.jpg)
Tema sõnul on suurim väljakutse kümnete tuhandete geenide hulgast leida need üksikud, mille muutmine annaks taimedele olulise eelise. «Uute aretustehnikate eripära on see, et need võimaldavad teha väga väikseid ja täpseid muudatusi,» ütleb ta. Kui aga omaduse kohandamiseks on mitmekümnel geenil vaja muuta palju piirkondi, siis on kiirem sobivate omadustega sorte ristata.
Näiteks põuataluvuse parandamiseks on võimalik muuta geene, millest sõltub taime õhulõhede avatus. «Üksikute geenide muutmisega võiks taime veekadu olla väiksem, aga siis võib juhtuda, et ka saak tuleb väiksem,» ütleb Laanemets.
Kuigi valdav osa aretustööst tehakse siiski traditsiooniliselt, on ka Eesti taimekasvatuse instituudis põllumajandustaimede täppisaretusega juba algust tehtud. Esialgu käib töö odraga selle umbrohuga võitlemise võime ja õhulõhede regulatsiooni parandamiseks. Põllule ei ole niisugused taimed Eestis veel jõudnud, aga Laanemetsa sõnul on eesmärk aretada taimi, mis kasvaksid meie kliimas väga hästi.
Uued aretustehnikad ei ole Laanemetsa sõnul iseäranis kallid ja väikeste muudatuste tegemiseks võivad need traditsioonilisest aretusest mitu korda soodsamadki olla, sest uute meetoditega on võimalik säästa mitu aastat ristamisi ja taimevaatlusi.
Mariliis Kolk