Počas 23-ročnej štúdie na Univerzite v Bonne vedci zistili, že jačmeň pestovaný ekologicky sa geneticky prispôsobil svojmu prostrediu a stal sa geneticky rozmanitejším a robustnejším v porovnaní s jačmeňom pestovaným konvenčne. Štúdia zdôrazňuje potrebu vývoja odrôd plodín špeciálne pre ekologické poľnohospodárstvo, aby sa využili tieto adaptívne výhody.
V priebehu viac ako 20 rokov bol ekologicky pestovaný jačmeň obohatený o špecifický genetický materiál, ktorý sa líšil od porovnávacej konvenčnej kultúry. Výsledky okrem iného dokazujú, aké dôležité je pestovať odrody, najmä pre ekologické poľnohospodárstvo. Výsledky boli teraz zverejnené v časopise Agronomy for Sustainable Development.
Na konci 90. rokov začal prof. Dr. Jens Léon na Univerzite v Bonne experiment, o ktorom vedel, že potrvá dlho. Jeho výskumná skupina chcela preskúmať účinky, ktoré majú poľnohospodárske podmienky na genetický materiál v rastlinách. Za týmto účelom vykonali na Inštitúte pre vedu o plodinách a ochranu zdrojov (INRES) komplexnú dlhodobú štúdiu počas obdobia 23 rokov. „Najskôr sme skrížili vysoko výnosný jačmeň s divokou formou, aby sme zvýšili genetickú variáciu,“ hovorí Léon. „Tieto populácie sme potom vysiali na dvoch susedných poliach, aby jačmeň rástol v rovnakej pôde a za rovnakých klimatických podmienok.“
Analýza vývoja genómu v časovom intervale
Výskumníci tiež analyzovali genómy konvenčne a ekologicky pestovaných rastlín na ročnej báze. Každý jeden gén môže existovať v rôznych formách nazývaných alely. Frekvencia výskytu určitých alel v populácii sa môže v priebehu generácií meniť. Environmentálne podmienky sú jedným z faktorov, ktoré zohrávajú úlohu v tomto procese: Alely, ktoré zaisťujú rast rastlín v ich súčasnom prostredí, sa zvyčajne nachádzajú čoraz častejšie.
Výskumníci vo svojich genetických testoch identifikovali dva zaujímavé trendy: V prvých dvanástich rokoch sa frekvencia alel v jačmeni menila na oboch poliach rovnakým spôsobom. „Naša interpretácia tohto zistenia je taká, že veľmi rôznorodé populácie spôsobené krížením s divým jačmeňom sa prispôsobovali miestnym podmienkam,“ hovorí Dr. Agim Ballvora, ktorý sa tiež podieľal na štúdii.
„Napokon, faktory ako klíma, pôda a najmä dĺžka dňa boli rovnaké pre obe populácie.“ Frekvencie alel oboch kultúr sa však v nasledujúcich rokoch čoraz viac rozchádzali. Najmä jačmeň pestovaný metódami ekologického poľnohospodárstva vyvinul génové varianty, ktoré boli menej citlivé na nedostatok živín alebo nedostatok vody – t. j. alely, ktoré ovplyvňovali štruktúru koreňov. „Jedným z dôvodov sú pravdepodobne veľké rozdiely v dostupnosti živín v ekologickom poľnohospodárstve,“ hovorí Léon.
Genetická heterogenita uľahčuje proces adaptácie
Konvenčne pestovaný jačmeň sa časom stal aj geneticky jednotnejším, čo znamená, že genetický materiál v jednotlivých rastlinách pestovaných na poli sa z roka na rok stále viac podobal. Organický jačmeň však zostal viac heterogénny. Frekvencie alel organickej kultúry sa tiež v priebehu času viac menili. To viedlo k tomu, že niektoré roky boli pre niektoré alely mimoriadne priaznivé alebo nepriaznivé.
Môže to byť spôsobené tým, že podmienky prostredia v ekologickom poľnohospodárstve kolíšu oveľa viac ako pri konvenčných metódach rámovania: Ak sa napríklad niektoré choroby rastlín prejavia v priebehu jedného roka, rastliny sa budú najviac spoliehať na tie alely, ktoré ich ochránia. Zdá sa, že variabilita environmentálnych síl pôsobiacich na rastliny vedie k väčšej genetickej heterogenite. „V dôsledku toho sa rastliny dokážu lepšie prispôsobiť týmto typom zmien,“ hovorí Léon.
Celkovo výsledky demonštrujú dôležitosť pestovania odrôd optimalizovaných pre ekologické poľnohospodárstvo. Keď sa ich genetická výbava prispôsobila týmto podmienkam, budú robustnejšie a budú poskytovať vyššie výnosy. „Okrem toho sa zdá, že pri pestovaní rastlín dáva zmysel ich kríženie so staršími alebo dokonca divokými odrodami,“ vysvetľuje Léon. „Naše údaje tiež naznačujú, že by to mohlo byť prospešné aj pre konvenčné odrody s vysokým výnosom.“
Zdroj: Agronomy for Sustainable Development, zväzok 44, článok číslo 33, (2024)
Spracoval: Ing. Tomáš Baran, Naše Pole
