Čína čím dál tím více urychluje svůj vědeckotechnický rozvoj, zvláště pak v posledním desetiletí. Donedávna se ten rozvoj zaměřoval hlavně na aplikovaný výzkum s rychlými projekcemi do vývoje nových technologií a produktů zrychlujících ekonomický rozvoj. (Foto: Flickr)

Čím dál více však přibývá základní výzkum. Ovšem i tak se dodržuje tradice značné zaměřenosti na rychlé hmatatelné přínosy. I výzkumy jako je bádání o vesmíru s sebou rychle přináší navazující užitečná technická řešení s brzkými komerčními přínosy. Ne jinak je tomu ve vědách o životě, které se též rychle promítají do biomedicínských nebo zemědělských řešení.

Nemělo by tedy překvapovat, že základní výzkum v genetice růstových procesů přišel na to, jak se některé z takových procesů promítají do užitkovosti pěstovaných rostlin, načež se do pohybu daly další výzkumné kroky, aby se objevily přínosy s jasným příslibem zlepšení lidských životů, které se mohou světu velice promítnout doslova do talíře, neboť přináší šanci na značné zvýšení produktivity produkce obilovin. Zrovna teď, když je potravinová bezpečnost světa ohrožena pokusy o vyvolání světového ekonomického konfliktu s energetickou a potravinovou krizí za využití ukrajinské situace, by nám to mělo připadat zvláště naléhavé.

Čínští vědci přišli na geny, které by potenciálně mohly v obilovinách jako rýže a pšenice zvýšit efektivitu procesů, jako je fotosyntéza a využití dusíku, která přinesou vyšší výnosy zrnin. To by mohl být jeden z nejzásadnějších přínosů vysoce kvalitního rozvoje zemědělství v naší epoše, který zlepší životy prakticky celého lidstva při nižší zátěži životního prostředí přesně, jak se od vysoce kvalitního rozvoje očekává.

V pátek 22.6 o jejich výzkumu vyšel článek v mezinárodním vědeckém žurnálu Science publikovaný Institutem rostlinné zemědělské výroby Čínské akademie zemědělských věd (CAAS).

Jejich objevy přichází právě včas, aby pro lidstvo zachránily jeden z nejdůležitějších procesů, o který se opírala prosperita lidstva v posledních třech generacích. Od 60. let, kdy se začaly ozývat hlasy o mezích růstu, přelidnění a neodvratném blízkém vyčerpání zdrojů, totiž probíhala zelená revoluce s nejprudším nárůstem produktivity zemědělské půdy za celá staletí, která spíše než tyto předpovědi zkázy přelidněním a vyčerpáním zdrojů naplnila předpovědi odpůrců takovýchto predikcí zvaných cornukopiánci, kteří tvrdili, růst produktivity to zvládne, a tak se po celou dobu i dělo.

Nové odrůdy obilovin i jiných plodin spolu dostatkem hnojiv a moderními agro-postupy zvládaly situaci zatím více než dobře. V poslední době se ale tato cesta přeci jen začala ukazovat jako vyčerpaná a růsty výnosnosti nově vyšlechtěných plodin už nejsou tak rychlé jako v minulosti. Zjevně nejde více tlačit na pilu, musí se na to jinak, aby se předpovědi škarohlídů vyhlížejících meze růstu nezačaly plnit.

A s tou novou cestou právě přichází tým z CAAS vedený Zhou Wenbinem, který říká: „Musíme nacházet nové metody koordinace dalšího zvyšování výnosnosti plodin a efektivity využití dusíku.“

Vědcům v Číně vrtalo hlavou, proč kukuřice má vyšší výnosy než rýže a pšenice, a našli v ní jiné cesty průběhu fotosyntézy.

Prozkoumali 118 faktorů genetického přepisu spojených s fotosyntézou v kukuřici a hledali, zda takové geny s podobnými sekvencemi nenajdou i v rýži. Nakonec se dopídili ke klíčovému genu OsDREB1C, který má pod kontrolou jak využití světla, tak dusíku, našli tedy gen, který nastavuje jak fotosyntézu tak využití dusíku. Narazili tudíž na „zlatý grál“, který řeší oba problémy v jednom.

Nasadili proto technologii genetického inženýrství, aby zlepšili prosazování genu OsDREB1C u dvou nových odrůd rýže. Ty pak vysadili na mnoha pokusných polích v různých částech země s odlišným klimatem a dalšími podmínkami v provinciích Peking, Hangzhou a Sanya na severu, jihu a východu Číny, kde v letech 2018 až 2022 probíhaly terénní testy. A objevilo se něco úžasného. Cesta k rychlému zvyšování výnosů a nárůstu produktivity zemědělské půdy, aby zajistila blahobyt příštím generacím je přesně v souladu s předpověďmi cornucopiánců otevřená. Výnosnost obou pokusných odrůd rýže narostla oproti normální rýži o 30% a navíc ještě se zkrátila doba jejich zrání.

Podobně se postupovalo s genem OsDREB1C i u pšenice. U té narostla výnosnost o něco přes 17 procent a doba zrání se zkrátila o tři až šest dnů, takže tento gen je schopen zvyšovat výnosy a zkracovat dobu růstu u rozmanitých plodin a bariéra, která v poslední době zpomalila nárůsty produktivity nově šlechtěných odrůd je tak prolomená. Zelená revoluce pokračuje a meze růstu nehrozí.

Není to jen můj dojem. Vidí to tak i vědci z oboru, kteří vědí, oč jde. Wan Jianmin z čínské Akademie inženýrství se těší, že tento objev poskytuje potenciálně velmi cenný gen pro vylepšení šlechtění nových odrůd.

Akademik z Čínské akademie věd (CAS) Yang Wicai říká, že objev tohoto genu má bezpochyby důležitou vědeckou hodnotu a dobré výhledy pro využitelnost, neboť poskytuje značené genetické zdroje pro šlechtění odrůd s vyššími výnosy, vyšší efektivitou využití dusíku a s krátkou dobou zrání.

Naplňují se tedy předpovědi cornucopiánců, že pokud je společnost dostatečně svobodná, aby využila svého inovativního potenciálu, tak meze růstu jen tak nehrozí, neboť nárůst produktivity – čili vysoce kvalitní rozvoj, jak to Čína označuje ve své strategii – ty meze překoná vyšší produktivitou disponibilních zdrojů. Toto je příslib, že další vývoj přinášející vyšší produktivitu zemědělství by mohl být dokonce rychlejší než v posledních třech generacích, kdy byl raketový. Možná by nás ani nemělo překvapovat, že se tak děje v Číně, která má už velice dlouhou historii extrémně vysokého využití produktivity půdy už po tisíciletí obdělávané se zahrádkářskou pečlivostí, neboť Čína bývala a je tomu tak i dnes, zemí, která má vzhledem k rozloze zemědělské půdy největší populaci, přičemž ta populace je pořád dobře živená nevykolejí to ani takové události jako nedávná epidemická krize či právě hrozící potravinová krize kvůli obchodní válce ve spojitosti s Ukrajinskou krizí.

A zapojení čínští vědci slibují, že toto je teprve začátek. Šéf Institutu rostlinné zemědělské výroby Čínské akademie zemědělských věd (CAAS) a člen Čínské akademie věd Qian Qian slibuje, že vědecký tým půjde se svým výzkumem v problematice klíčových genetických funkcí a mechanismů v obilovinách jako rýže, pšenice, kukuřice, sójové boby do větší hloubky a že vývoj řady nových odrůd je už za dveřmi.

Zdroj: cri.cn