r e k l a m a
Gen na wszystkie rasy raka ziemniaka
Laureatem prestiżowej nagrody naukowej AgroBioTop w 2020 r., przyznawanej przez Komitet Biotechnologii Polskiej Akademii Nauk został dr Jarosław Plich z Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Młochowie. Nagroda honoruje młodych uczonych, których uznane dokonania z zakresu biotechnologii przyczyniły się do rozwoju nauk rolniczych i wnoszą̨ wybitny wkład w rozwój rolnictwa.– Jury przyznało nagrodę za zidentyfikowanie genu Sen2 ziemniaka, uodparniającego tę roślinę na infekcje grzybowe wywołujące chorobę nazywaną rakiem ziemniaka – mówi prof. dr hab. Maciej Żylicz, przewodniczący kapituły nagrody AgroBioTop. – Choroba jest niezwykle groźna i może powodować ogromne straty w plonach. Jeżeli ziemia jest zainfekowana, często 50% pól trzeba wyłączyć z produkcji ziemniaka. Niestety, na tę chorobę nie ma środków ochrony roślin.
Rak ziemniaka to ogromny problem w rolnictwie, a jedyną możliwością walki z tym zagrożeniem była kiedyś kwarantanna. Niestety, ten grzyb różni się mocno od wielu innych groźnych sprawców chorób roślin. Jego przetrwalniki zachowują w glebie żywotność przez 40 lat i dłużej. Tak długa kwarantanna nie jest zatem rozwiązaniem na szybką walkę z rakiem ziemniaka. I tutaj na pomoc przychodzą takie odkrycia jak dr. Jarosława Plicha. Zidentyfikowany genem odporności Sen2 pozwoli na selekcję hodowanych odmian ziemniaka odpornych na raka ziemniaka.
– Dr Jarosław Plich zidentyfikował gen odporności Sen2, ale także opracował i opatentował metodę identyfikacji tego genu – mówi prof. dr hab. Maciej Żylicz. – To metoda oparta na biologii molekularnej pozwala na szybkie zbadanie testem molekularnym, czy ten gen jest w materiale genetycznym odmiany ziemniaka, czy nie. Pozwoli to szybko na wczesnym etapie hodowli stwierdzić, czy odmiana ma gen i będzie odporna na raka ziemniaka.
Przewodniczący kapituły podkreśla wartość naukową, osiągnięcia i jego nowatorstwo oraz potencjał związany z praktycznym wykorzystaniem. Kapituła wysoko oceniła również realizację założeń rolnictwa zrównoważonego – to nowe kryterium oceny wprowadzone w tegorocznej edycji konkursu. Jurorzy podkreślają, że osiągnięcie dr. Jarosława Plicha przyniesie korzyści w trzech kluczowych wymiarach rolnictwa zrównoważonego: dla środowiska, dla producentów oraz konsumentów.
Odporne odmiany za 10 lat
Rak ziemniaka objawia się tworzeniem na bulwach rakowych narośli (stąd nazwa) bądź w skrajnych przypadkach rakowacieje cała bulwa wypełniona tysiącami zarodni – przetrwalnikowych form grzyba dostających się do gleby. Te zarodnie są w stanie przetrwać w glebie ponad 40 lat i przez cały ten okres są żywotne i mogą infekować nowe rośliny żywicielskie. Zidentyfikowany przez dr. Jarosława Plicha nowy gen Sen2 warunkuje odporność roślin ziemniaka na wszystkie znane i przebadane do tej pory na świecie rasy (patotypy) sprawcy raka ziemniaka. To daje ogromną możliwość i potencjał do walki z rakiem ziemniaka, którego sprawca występuje we wszystkich rejonach świata, gdzie uprawia się ziemniaki. W przypadku porażenia powoduje praktycznie 100% utratę wartości plonu bulw, a z drugiej strony wyłącza takie stanowisko z możliwości uprawy ziemniaka na kilkadziesiąt lat. Co mówi o swoich badaniach i planach laureat nagrody AgroBioTop?– Moim obecnym celem jest jak najszybsze wyhodowanie odmian rakoodpornych z genem Sen2, co pozwoli rolnikom uprawiać ziemniaki bez obawy o tę chorobę i konsekwencje, które mogłaby wywołać w gospodarstwie – mówi dr Jarosław Plich. – Najważniejsze jest to, że na całym świecie będziemy w stanie walczyć skutecznie z tym bardzo groźnym patogenem w sposób naturalny, wykorzystując hodowlę, a nie chemię. Wprowadzeniem genu Sen2 do nowych odmian zatrzymamy możliwość rozprzestrzeniania się raka ziemniaka w Polsce i na świecie.
Ile poczekamy na nowe odmiany z genem Sen2? Jak mówił laureat nagrody – klasyczny cykl wyhodowania nowej odmiany ziemniaka trawa11–12 lat. Można skrócić ten okres do ok. 9 lat i prawdopodobnie za ok.10 lat pojawią się na rynku nowe odmiany ziemniaka z genem Sen2. Prace hodowlane wykorzystujące odkrycie naukowca prowadzą równolegle na szerokim zakresie materiałów hodowlanych dwie polskie hodowle ziemniaka i tych odmian z odpornością Sen2 powinno być w przyszłości sporo. Ma to znaczenie, bo Polska jest 4 na świecie producentem ziemniaków.
r e k l a m a
Problem przycichł, ale czai się w glebie
Na szczęście sprawca raka ziemniaka nie jest częstym gościem na polskich polach. Problem choroby dotyczy obecnie kilkunastu powiatów w całym kraju, jednakże zagrożenie wystąpieniem raka ziemniaka jest ogromne. Gdyby tak się stało i pojawiłyby się nowe ogniska tej kwarantannowej choroby, przyniosłoby to ogromne straty. Dla producenta to utrata całego plonu, kilkadziesiąt lat kwarantanny pól, na których była zainfekowana uprawa, ale także wyznaczenie stref buforowych z ograniczoną uprawą i obrotem ziemniaka.Jak tłumaczył dr Jarosław Plich – dopiero po 20 latach od początku kwarantanny zaczyna się testować żywotność zarodni raka ziemniaka i jeżeli jest ich mniej niż 5 na kilogram gleby, to można na takim stanowisku rozpocząć uprawę odmian odpornych na stwierdzony patotyp raka ziemniaka.
I tu warto jeszcze raz podkreślić, że zidentyfikowany gen Sen2 gwarantuje odporność na wszystkie zidentyfikowane do tej pory patotypy choroby i przyszłe odmiany z tym genem można będzie w takiej sytuacji uprawiać. Uprawa tych odmian pozwoli ponadto uniknąć nowych ognisk, bo patogen nie będzie miał szans zainfekować plantacji. To w Polsce, bo w skali globalnej straty wywoływane przez raka ziemniaka są ogromne.
– Nowe wirulentne patotypy pojawiły się np. w Kanadzie w rejonie, gdzie rolnictwo było nastawione na produkcję sadzeniaków ziemniaka – mówi dr Jarosław Plich. – Tam pojawienie się zaledwie jednego ogniska spowodowało straty kilkudziesięciu milionów dolarów kanadyjskich.
Gen Sen2 – warunkujący odporność roślin ziemniaka na grzyb Synchytrium endobioticum, wywołujący raka ziemniaka – jest pierwszym na świecie zidentyfikowanym i opisanym genem, który zapewnia roślinom odporność na wszystkie przebadane dotąd rasy tego grzyba. Jednak to, że nie mamy w kraju wielkich problemów z rakiem ziemniaka jest wynikiem zidentyfikowanego wiele lat temu genu Sen1. Zdecydowana większość odmian posiada ten gen odporności. Przez długie lata gen Sen1 zapewniał i jeszcze zapewnia odporność na jedyny znany i zawleczony do Europy patotyp raka ziemniaka.
– Zanim odmiany odporne na pierwszy podstawowy patotyp raka zostały wyhodowane i wprowadzone do uprawy, w Polsce było kilkadziesiąt tysięcy ognisk raka ziemniaka – mówi dr Jarosław Plich. – Zagrożenie kiedyś było ogromne i zmalało do ognisk w kilkunastu polskich powiatach, ale obecnie po powstaniu nowych wirulentnych patotypów sprawcy zagrożenie wzrosło. Wzrosło również z powodu liberalizacji przepisów rejestracyjnych – teraz można swobodnie rejestrować odmiany, także podatne na podstawowy patotyp raka ziemniaka. To w przyszłości może skutkować wzrostem zagrożenia pojawiania się nowych ognisk choroby, również w Polsce.
Podziękujmy za pasję odkrywania
AgroBioTop to prestiż, ale również nagroda pieniężna 5000 euro, ufundowana przez firmę Bayer. W czasie wirtualnej konferencji dr. Jarosławowi Plichowi, naukowej i praktycznej wartość zidentyfikowania genu Sen2 gratulował Markus Baltzer – prezes Bayer w Europie Środkowej i Wschodniej oraz Antoine Bernet – szef działu Crop Science w Bayer dla Polski, Krajów Bałtyckich, Czech i Słowacji. Bayer od lat promuje ideę rolnictwa zrównoważonego, rozumianego jako działania ograniczające wpływ rolnictwa na środowisko, przy zachowaniu jego opłacalności i zapewnieniu społecznej akceptacji. W tę ideę odkrycie i naukowa pasja dr. Jarosława Plicha wpisują się idealnie.Właśnie pasja naukowców zainspirowała Bayer do stworzenia inicjatywy #ThankYouScience. To forma wyrażenia wdzięczności ludziom nauki za ich pasję odkrywania nieznanego, dociekliwość, wiarę w ludzkie możliwości i pełne odwagi wizje prowadzące do przełomowych odkryć, a także… pewną dozę szaleństwa. W ramach inicjatywy, organizator zachęca wszystkich do dzielenia się w mediach społecznościowych wyrazami uznania dla nauki oraz wdzięczności dla naukowców wraz z przykładami dowodzącymi, w jaki sposób nauka zmienia ich codzienne życie. Elementem inicjatywy są filmowe impresje na temat pasji naukowców, ich ciekawości świata i motywacji do jego zmiany – można je obejrzeć na kanale Bayer Polska na YouTube: https://www.youtube.com/user/BayerPolska?app=desktop
