Kолекција пшенице од пре једног века може помоћи да не гладујемо због климатских промена

Пре сто година, ботаничар Артур Воткинс покренуо је изузетан пројекат. Почео је да сакупља узорке пшенице из целог света, наговарајући конзуле и пословне људе широм Британске империје и шире да му доносе жито са локалних тржишта.  

Његова упорност је била изузетна и век касније ће пожњети драматичне резултате. У оквиру пројекта који су заједно спровели британски и кинески научници, сенквенциран је ДНК свих 827 врста пшенице, које је сакупио Воткинс, а које су чуване у Центру „Џон Инес“ близу Норича током већег дела прошлог века.

Овим анализама научници су створили генетски рудник злата тако што су прецизирали раније непознате гене који се сада користе за стварање издржљивих сорти са побољшаним приносима који би могли помоћи у исхрани светске популације.

Сада се развијају сојеви који укључују пшеницу која може да расте у сланом тлу, док истраживачи са Пољопривредног универзитета у Пенџабу раде на побољшању отпорности на болести из семена које су добили из Центра „Џон Инес“. Остали сојеви укључују оне који би смањили потребу за азотним ђубривима, чија је производња главни извор емисије угљеника.

„У суштини смо открили рудник злата“, наводи Сајмон Грифитс, генетичар из Центра „Џон Инес“ и један од вођа пројекта.

„Ово ће направити огромну разлику у нашој способности да хранимо свет како буде топлије, а пољопривреда под све већим климатским притиском.“

Данас, једна од пет калорија које конзумирамо долази из пшенице, а сваке године тај усев једе све више и више људи како светска популација наставља да се увећава.

 „Пшеница је била камен темељац људске цивилизације“, додаје Грифитс. „У регионима као што су Европа, северна Африка, велики делови Азије, а потом и Северна Америка, култивација пшенице је хранила велика царства, од древног Египта до успона модерне Британије.“

Ова пшеница је добијена од дивљих сорти које су првобитно биле припитомљене и култивисане у Плодном полумесецу на Блиском истоку, пре 10.000 година. Многе од ових сорти и њихови гени су нестале током миленијума, процес који је убрзан пре око једног века како је наука о оплемењивању биљака постајала све софистициранија, а сорте са својствима за које се тада сматрало да немају никакву вредност су одбачене.

„Зато је Воткинсова колекција толико важна“, истиче Грифитс. „Садржи сорте које су биле изгубљене, али које ће бити од непроцењиве вредности у стварању пшенице која може да пружи здраве приносе у тешким условима који сада угрожавају пољопривреду.

Други вођа пројекта, професор Шифенг Ченг са Кинеске академије пољопривредних наука, наводи: „Можемо да пратимо нову, функционалну и корисну разноликост која је изгубљена у модерној пшеници након 'зелене револуције' у 20. веку, и имамо прилику да их вратим у програме узгоја."

Научници су желели да прецизно одреде и проуче гене пшенице у Воткинсовој колекцији након развоја великог ДНК секвенцирања пре више од једне деценије, али су се суочили са необичним проблемом. Геном пшенице је огроман: састоји се од 17 милијарди јединица ДНК, у поређењу са три милијарде базних парова који чине људски геном.

„Геном пшенице је пун малих ретро елемената и то је отежало и, што је најважније, скупље секвенцирање“, рекао је Грифитс. „Међутим, захваљујући нашим кинеским колегама који су извршили детаљан рад на секвенцирању, превазишли смо тај проблем.“

Грифитс и његове колеге послали су узорке из колекције Воткинс професору Ченгу и три месеца касније су награђени доласком кофера натрпаног компакт дисковима. Они су садржали петабајт – милион гигабајта – података које је кинеска група декодирала користећи Воткинсову колекцију.

Запањујуће, ови подаци су открили да модерне сорте пшенице користе само 40 одсто генетског диверзитета који се налази у колекцији.

„Открили смо да је Воткинсова колекција препуна корисних варијација којих једноставно нема у модерној пшеници“, каже Грифитс.

Ове изгубљене особине сада тестирају узгајивачи биљака са циљем стварања мноштва нових сорти које би биле заборављене да није било напора Артура Воткинса.

Стидљиви пионир

Артур Воткинс је са 19 година послат да се бори у рововима у Првом светском рату. Преживео је, а неколико месеци након примирја наређено му је да остане у Француској да делује као помоћник пољопривредног официра, са задатком да помогне локалним фармерима да прехране трупе које су још чекале да буду испоручене кући.

Тај посао је покренуо његово интересовање за пољопривреду и пријавио се да је студира на Кембриџу када се вратио у Британију. Пошто је дипломирао, Воткинс – стидљиви, резервисани академик – придружио се универзитетском одсеку за пољопривреду, где је започео свој животни посао: прикупљање узорака пшенице са целе планете.

„Најважније, Воткинс је схватио да, када смо почели да узгајамо нове сорте пшенице, гени за које се тада сматрало да су од мале користи и који су били избрисани из сојева можда и даље имају вредност за будућност“, каже проф. Грифитс.

„Његово размишљање је било невероватно испред свог времена. Схватио је да генетски диверзитет – у овом случају пшенице – еродира и да је неопходно да то зауставимо.“

„Врло мало научника је размишљало о овом питању тих дана. Воткинс је очигледно размишљао далеко испред свог времена, и на томе му морамо бити веома захвални.“