DNA ข้าวสาลีที่แปลกใหม่ช่วยขยายพันธุ์พืชที่ 'ทนต่อสภาพอากาศ'

หลังจากหนึ่งปีที่มีการทำลายสถิติอุณหภูมิ การวิจัยจากสถาบันเอิร์ลแฮมในนอริช โดยความร่วมมือกับศูนย์ปรับปรุงข้าวโพดและข้าวสาลีนานาชาติ (CIMMYT) เสนอความหวังที่จำเป็นอย่างมากในการปรับปรุงความยืดหยุ่นของพืชผลและความมั่นคงทางอาหารเมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ . การทดลองภาคสนามในเม็กซิโกยังเน้นย้ำถึงความสำคัญของความหลากหลายทางพันธุกรรมในพืชสำคัญ ซึ่งการคัดเลือกพันธุ์หลายทศวรรษได้ลดความสามารถในการปรับตัวเข้ากับโลกที่ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว มีความไม่แน่นอนเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับความสามารถของพืชอาหารหลักในการตอบสนองความต้องการทั่วโลกอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นและเหตุการณ์สภาพอากาศที่รุนแรงมากขึ้น ข้าวสาลีให้แคลอรีทั่วโลกมากกว่าพืชชนิดอื่น แต่ข้าวสาลีส่วนใหญ่ที่ปลูกทั่วโลกมีความแปรปรวนทางพันธุกรรมจำกัด ทำให้มีความเสี่ยงต่อผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ศาสตราจารย์ Anthony Hall ผู้เขียนการศึกษาและหัวหน้ากลุ่มของ Earlham Institute กล่าวว่า "ข้าวสาลีมีหน้าที่รับผิดชอบประมาณร้อยละ 20 ของแคลอรี่ที่บริโภคทั่วโลก และปลูกกันอย่างแพร่หลายทั่วโลก “แต่เราไม่รู้ว่าพืชผลที่เราปลูกในวันนี้จะสามารถรับมือกับสภาพอากาศในวันพรุ่งนี้ได้หรือไม่ "ที่แย่ไปกว่านั้น การพัฒนาสายพันธุ์ใหม่อาจต้องใช้เวลาเป็นสิบปีหรือมากกว่านั้น ดังนั้นการดำเนินการอย่างรวดเร็วจึงมีความสำคัญ" ด้วยความร่วมมือกับ CIMMYT นักวิจัยของ Earlham Institute ได้ทำการทดลองภาคสนามเป็นเวลา 2 ปีในทะเลทรายโซโนราของเม็กซิโก พวกเขาศึกษาสายพันธุ์ข้าวสาลี 149 สายพันธุ์ ตั้งแต่สายพันธุ์ชั้นยอดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายไปจนถึงสายพันธุ์ที่คัดเลือกเพื่อรวม DNA จากญาติป่าและสายพันธุ์จากเม็กซิโกและอินเดีย Matthew Reynolds ผู้เขียนร่วมของการศึกษาและผู้นำด้านสรีรวิทยาของข้าวสาลีที่ CIMMYT กล่าวว่า "การข้ามเส้นชั้นยอดด้วยวัสดุแปลกใหม่นั้นมีความท้าทาย "มีความเสี่ยงที่เป็นที่ยอมรับกันดีในการนำลักษณะที่ไม่พึงประสงค์เข้ามามากกว่าลักษณะที่พึงปรารถนา ดังนั้นผลลัพธ์นี้จึงแสดงถึงความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการเอาชนะอุปสรรคนั้นและการใช้ทรัพยากรพันธุกรรมอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นของสภาพอากาศ" เมล็ดพืชถูกหว่านในฤดูกาลต่อมาเพื่อบังคับให้พืชเติบโตในช่วงเดือนที่ร้อนขึ้น ทำให้พืชผลเหล่านี้อยู่ภายใต้ความเครียดจากความร้อน ซึ่งคาดการณ์ว่าจะกลายเป็นบรรทัดฐานเมื่ออุณหภูมิโลกสูงขึ้น พวกเขาพบว่าพืชที่เลี้ยงด้วย DNA แปลกใหม่ให้ผลผลิตสูงกว่าข้าวสาลีที่ไม่มี DNA นี้ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ที่สำคัญ สายที่แปลกใหม่ไม่ได้ทำงานได้แย่กว่าสายชั้นยอดภายใต้สภาวะปกติ นักวิจัยจัดลำดับพืชเพื่อค้นหาความแตกต่างทางพันธุกรรมที่เฉพาะเจาะจงซึ่งรับผิดชอบในการทนต่อความร้อนที่เพิ่มขึ้น พวกเขาระบุเครื่องหมายทางพันธุกรรมที่สามารถนำไปสู่การแนะนำเป้าหมายของ DNA แปลกใหม่ที่มีประโยชน์นี้ในสายชั้นยอด ซึ่งเสนอวิธีที่รวดเร็วในการปรับปรุงความยืดหยุ่นของสภาพอากาศและบรรเทาความล้มเหลวของพืชผลในวงกว้าง Benedict Coombes ผู้เขียนงานวิจัยและนักศึกษาระดับปริญญาเอกของ Earlham Institute กล่าวว่า "ในขณะที่เราพยายามผลิตอาหารให้มากขึ้นจากที่ดินน้อยลงเพื่อเลี้ยงประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น เราจำเป็นต้องพิสูจน์พืชผลในอนาคตอย่างเร่งด่วนเพื่อให้พวกเขาสามารถเจริญเติบโตได้ ในสภาพอากาศที่ไม่เป็นมิตรมากขึ้น "กุญแจสำคัญของเรื่องนี้ เรากำลังค้นพบมากขึ้นเรื่อยๆ อาจอยู่ในทรัพยากรพันธุกรรมที่ไม่ได้ใช้ส่วนใหญ่จากญาติป่าและสายพันธุ์ของข้าวสาลี" นักวิจัยเสนอว่าโปรแกรมการปรับปรุงพันธุ์รวมลักษณะการทนต่อความร้อนเป็นกลยุทธ์ล่วงหน้าเพื่อผลิตพืชข้าวสาลีที่สามารถรับมือกับสภาพอากาศที่คาดการณ์ได้น้อยกว่า "นี่คือวิทยาศาสตร์ที่เราสามารถใช้เพื่อสร้างผลกระทบได้แทบจะในทันที" ศาสตราจารย์ฮอลล์กล่าวเสริม "เราได้ทำการทดลองภาคสนามแล้ว เรารู้ว่าเรากำลังมองหาเครื่องหมายพันธุกรรมอะไร และเรากำลังเริ่มการสนทนากับนักปรับปรุงพันธุ์ข้าวสาลี หวังว่านี่จะเป็นก้าวแรกจากหลายๆ ขั้นตอนในการสนับสนุนความมั่นคงทางอาหารของโลกในอนาคต ปี. "การค้นพบที่เรากำลังทำและการดำเนินการของเรา หวังว่าจะทำให้ผู้คนทั่วโลกมีอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการในจานของตนต่อไป"