Veszélyesen beszűkült a kukorica genetikai változatossága

A modern mezőgazdaság egyik legnagyobb sikertörténete a kukorica. Több mint egy évszázadnyi tudatos nemesítés eredményeként a gazdák ma olyan hibrideket termeszthetnek, amelyek jóval nagyobb hozamot biztosítanak, mint elődeik. Egy friss amerikai kutatás azonban arra figyelmeztet, hogy éppen ez a hosszú ideje tartó szelekció hozhatott létre egy komoly gyenge pontot.

Az Illinois-i Egyetem kutatói kritikusan alacsony genetikai változatosságot találtak az Egyesült Államok kukoricanemesítésének egyik meghatározó állományában. A probléma különösen a terméshozam szempontjából fontos, és hosszabb távon megnehezítheti olyan új hibridek létrehozását, amelyek egyszerre nagy hozamúak és képesek alkalmazkodni a klímaváltozás, az új betegségek vagy más környezeti kihívások hatásaihoz.

A sikeres nemesítésnek lehet egy rejtett ára

A modern kukoricatermesztés nagymértékben támaszkodik a hibriderőre. Az amerikai kukoricanemesítésben évtizedek óta két nagy genetikai csoport, a Stiff Stalk (SS) és a Non-Stiff Stalk (NSS) keresztezése játszik fontos szerepet.

A rendszer rendkívül sikeresnek bizonyult. A probléma az, hogy a nemesítők generációkon keresztül újra és újra a legjobb teljesítményű növényeket választották ki szülőként. Ezzel fokozatosan csökkent a genetikai változatosság az egyes csoportokon belül.

Több mint 160 hibridet vizsgáltak

A kutatás egy több mint egy évtizedes együttműködés eredménye. A tudósok 13 Stiff Stalk és 28 Non-Stiff Stalk beltenyésztett vonalat vizsgáltak, amelyek korai, közép- és késői érésű kukoricákat képviseltek.

Ezek keresztezésével 162 hibridet hoztak létre, amelyeket több mint 30 különböző helyszínen termesztettek az Egyesült Államokban és Kanadában.

A kutatók több tulajdonság genetikai hátterét elemezték, köztük a terméshozamot, a növények magasságát és a virágzás időzítését.

Az eredmények egy különösen fontos problémára hívták fel a figyelmet: a középérésű Stiff Stalk vonalak esetében a terméshozamhoz kapcsolódó genetikai változatosság már rendkívül alacsony szintre csökkent.

Miért baj, ha elfogy a genetikai változatosság?

A genetikai változatosság tulajdonképpen a növénynemesítés „alapanyaga”. Ha egy populációban sok különböző genetikai változat található, a nemesítők nagyobb eséllyel találhatnak olyan tulajdonságokat, amelyek például jobb szárazságtűrést, hőstresszel szembeni ellenállást vagy magasabb terméshozamot biztosítanak.

Ha azonban a genetikai állomány túlságosan egységessé válik, egyre kevesebb lehetőség marad a további fejlődésre.

Ez különösen a klímaváltozás miatt jelenthet problémát. A következő évtizedek kukoricafajtáinak várhatóan magasabb hőmérséklettel, gyakoribb aszályokkal, szélsőséges időjárással és változó növénybetegségekkel kell majd megbirkózniuk.

A kutatók szerint genetikai változatosság nélkül sokkal nehezebb lesz olyan új hibrideket létrehozni, amelyek ezek között a körülmények között is magas terméshozamot biztosítanak.