Průlom po 50 letech: Vědci klonovali gen, který chrání pšenici před ničivou mouchou hessenskou

Vědci z University of Maryland a jejich spolupracovníci dosáhli významného průlomu v zemědělství. Po padesáti letech intenzivního výzkumu se jim podařilo klonovat gen, který propůjčuje pšenici odolnost vůči larvám mouchy hessenské. Tento objev, publikovaný 14.

Vědci z University of Maryland a jejich spolupracovníci dosáhli významného průlomu v zemědělství. Po padesáti letech intenzivního výzkumu se jim podařilo klonovat gen, který propůjčuje pšenici odolnost vůči larvám mouchy hessenské. Tento objev, publikovaný 14. srpna 2026 v časopise Science Advances, otevírá nové možnosti v ochraně úrody a zásadně mění naše chápání obranných mechanismů pšenice.

Moucha hessenská je drobný hmyz podobný komárům, který každoročně způsobuje škody v hodnotě stovek milionů dolarů na obilninách, jako je pšenice, ječmen a žito, po celém světě. Jen ve Spojených státech snižuje roční výnos pšenice přibližně o pět procent. Na rozdíl od jiných škůdců, kteří plodiny přímo konzumují, larvy mouchy hessenské vylučují chemikálie do rostlinných buněk. Tyto chemikálie transformují buňky na abnormální výrůstky, které slouží jako potrava pro larvy, zatímco rostlinu připravují o živiny.

Pšenice sice disponuje několika geny, které jí pomáhají bránit se proti chemikáliím v larválních slinách, avšak po padesáti letech snah se vědcům nepodařilo prokázat, jak tyto geny interagují s proteiny ve slinách larev a spouštějí imunitní reakci. To bránilo pochopení mechanismu odolnosti. Genom pšenice je navíc rozsáhlý a komplexní, s mnoha opakujícími se sekvencemi DNA, což identifikaci a klonování jednotlivých genů odolnosti činilo téměř nemožným. Tým Nidhi Rawatové z UMD proto vyvinul nové genomické nástroje, aby přesně lokalizoval gen odolnosti H13 a úspěšně pěstoval pšeničné kultury s jeho nadměrnou expresí v laboratoři.

Když gen H13 detekuje specifický protein v larválních slinách, instruuje okolní buňky, aby odumřely, a sousední buňky, aby zpevnily své stěny, čímž se stávají obtížněji proniknutelnými. H13 také způsobuje, že pšeničné buňky produkují molekuly toxické pro larvy. Tento mechanismus odřízne larvám přístup k výživným tekutinám a tkáním rostliny, což je vyhladoví a otráví. Izolací genu a vytvořením pšeničných kultur se zvýšenou expresí H13 se týmu podařilo prokázat aktivaci H13 specifickým proteinem ve slinách larev, čímž potvrdili molekulární mechanismus, který pšenici umožňuje odolávat útokům mouchy hessenské.

Padesát let po objevu genetické odolnosti vůči mouše hessenské mohou nyní vědci začít vyvíjet řešení založená na genech pro tohoto přetrvávajícího zemědělského škůdce, který ovlivňuje pěstitele pšenice v celosvětovém měřítku. Tento průlom představuje klíčový krok k udržitelnějšímu a efektivnějšímu zemědělství.