Генная инженерия и одомашнивание растений необходимы для защиты продовольствия в условиях меняющегося климата
Современные сельскохозяйственные культуры, одомашненные для высокой урожайности и удобства сбора, не обладают достаточными генетическими ресурсами, чтобы противостоять климатическому кризису. Экстремальные погодные явления снижают производство пищи, угрожая глобальной продовольственной безопасности.
«Сельское хозяйство крайне уязвимо к изменению климата, а интенсивность и частота экстремальных событий будет только возрастать», — заявил профессор Сергей Шабала из Университета Западной Австралии. — «Как устойчивое сельскохозяйственное производство, так и глобальная продовольственная безопасность будут критически зависеть от нашей способности создавать климатоустойчивые культуры».
Проблемы современного сельского хозяйства
Интенсивное использование удобрений и монокультур, хотя и обеспечивало высокие урожаи, признано неустойчивым. Удобрения загрязняют окружающую среду. Одновременно климатические стрессы снижают урожайность ключевых культур:
- Высокие температуры снижают урожай даже без засухи.
- Орошение часто использует солёную воду из-за дефицита пресной, что повышает засолённость почвы и снижает урожайность.
- Наводнения создают гипоксические условия, мешая корням поглощать кислород, что также снижает урожай.
Многие дикие растения и предки культур лучше справляются с такими стрессами. Для выживания сельского хозяйства необходимо вернуть эти устойчивые признаки.
Два пути к устойчивости
Учёные предлагают две стратегии:
Внедрение генов устойчивости в существующие высокоурожайные культуры. Это проще, если есть близкий родственник-донор или если нужный ген уже есть в ДНК растения, но деактивирован. Сложность в том, что устойчивость часто определяется множеством генов.
Одомашнивание новых, устойчивых диких растений, которые пока уступают по урожайности. Этот подход успешен в простых случаях, требующих небольших изменений, но неизвестно, достаточно ли таких случаев для обеспечения продовольственной безопасности.
Пока рано говорить, какая стратегия окажется успешнее. Ключом к успеху в обоих случаях являются:
- Инновационные технологии генного редактирования и прецизионной селекции.
- Точное фенотипирование на клеточном уровне.
- Общественное признание новых культур.
«Одна из текущих проблем — согласовать научные достижения с общественным восприятием новых технологий, — отмечает Шабала. — Вопрос сильно политизирован, замешаны коммерческие интересы. Из-за недостатка знаний общественность не всегда различает тонкие различия между технологиями и полагается на мнения в СМИ».