Ustvarjanje novih rastlinskih sort

Doktorica biotehnologije Kristina Košmrlj je zaposlena na Nizozemskem. Žlahtnjenje je v zadnjih letih tudi odziv na podnebne spremembe.
Fotografija: Nizozemsko kmetijstvo spomladi obarva pokrajino. FOTO: Osebni arhiv
Odpri galerijo
Nizozemsko kmetijstvo spomladi obarva pokrajino. FOTO: Osebni arhiv

»Žlahtnjenje poteka s tradicionalnimi postopki s podporo tehnologij, ki so nam na voljo. Delo nam narekujejo predvsem potrebe na trgu, tako potrebe pridelovalcev kot potrošnikov, poleg tega pa razpoložljivost genetskih virov, zmožnost znanosti in navsezad­nje zakonodaja posameznih držav,« pove.



Družinsko podjetje Enza Zaden je bilo ustanovljeno leta 1938 sprva kot semenarsko podjetje, zadnjih 60 let pa se je razvilo v eno vodilnih na žlahtniteljskem področju. Na sedežu v mestu Enkhuizen dela približno 650 od skupno več kot dva tisoč zaposlenih, saj je podjet­je razvejeno na več podružnic po vsem svetu. Veliko vlagajo v raz­voj. »Na leto damo na trg več kot sto novih sort. Glavne vrste, ki jih žlahtnimo, so paradižnik, kumara, paprika, čebula, melona in solata. Skupno se ukvarjamo z več kot tridesetimi vrstami vrtnin in poljščin. Vsak dan zelenjavo, pridelano iz naših semen, jé 460 milijonov ljudi. Ustvarjanje novih sort je posledica zahtev trga in same narave. Predstavljajte si sorto, ki jo imajo pridelovalci zelo radi, a pojavi se nova bolezen, proti kateri ni odporna. Sorti moramo dodati novo lastnost, ki jo v najboljšem primeru vkrižamo neposredno iz drugih žlahtniteljskih linij. Toda tempo je zelo hiter. Razvoj nove sorte lahko traja od pet do deset let, a če hoče podjetje ostati konkurenčno, moramo ta čas skrajšati, zato posežemo po biotehnoloških pristopih,« razloži sogovornica.

Biotehnologinja Kristina Košmrlj se je pred leti preselila na Nizozemsko, saj je dobila priložnost za delo v podjetju Enza Zaden, ki je eno največjih semenarskih podjetij na svetu na področju zelenjadarstva. FOTO: Osebni arhiv
Biotehnologinja Kristina Košmrlj se je pred leti preselila na Nizozemsko, saj je dobila priložnost za delo v podjetju Enza Zaden, ki je eno največjih semenarskih podjetij na svetu na področju zelenjadarstva. FOTO: Osebni arhiv


Ustvarjanje novih sort


Selekcija poteka z opazovanjem lastnosti rastline, kako je torej videti, kako se obnaša, pa tudi z uporabo molekularnih metod, saj lahko določene lastnosti potrdimo hit­reje in bolj zanesljivo z genskimi analizami, pove višja raziskovalka. Njeni projekti se osredotočajo predvsem na bučnice, torej kumare, bučke, melone in lubenice. »Delujem v oddelku za celično tehnologijo. Tu žlahtnjenje podpiramo s postopki tkivnih kultur. Ti izrabljajo lastnost rastlin, da se preprosto regenerirajo, pravzaprav bi lahko iz vsake celice vzgojili celotno rast­lino. Če zelo poenostavim, delamo nekaj podobnega kot vsak, ki je že kdaj doma vzgojil nove poganjke, le da to počnemo v sterilnih razmerah. S pomočjo tkivnih kultur ustvarjamo rastline s povečano ali zmanjšano gensko raznolikost­jo ali pa jih razmnožujemo. Najpomembnejši proizvod našega oddelka so tako imenovani podvojeni haploidi, ki jih uporabljamo za žlahtnjenje hibridov. Moje raziskovalno delo je usmerjeno predvsem v razvoj novih in optimizacijo obstoječih postopkov za pridobivanje podvojenih haploi­dov.«

In kaj so podvojeni haploidi? »Profesionalni pridelovalci zahtevajo visoke standarde glede kakovosti semen in sort. Eden izmed njih je uniformnost rastlin, ki jo zagotavljamo s prodajo čistih linij ali hibridov, ki so produkt križanja dveh. Razvoj čiste linije je dolgotrajen postopek. Da bi se izognili večletnim križanjem zgolj za ustrezno genetsko izenačenost, uporabljamo tehnologijo podvojenih haploi­dov, s katero lahko to dosežemo v manj kot dveh letih. Podvojene haploide razvijemo iz nezrelih spolnih celic, torej rastlinskih jajčnih celic ali peloda. Tu izrabljamo sicer naravni pojav, le da mi uporabimo tkivne kulture. Še vedno se kar ne morem načuditi, česa vse so rastline sposobne. Predstavljajte si celično kulturo nezrelega peloda, v kateri se razvijejo rastlinski embriji, podobni tistim, ki bi jih našli, če bi prerezali seme. Tak embrij nosi genetski zapis starševske rastline, in ker se je razvil iz spolne celice brez oploditve, je (najverjetneje) sicer haploiden, ampak homozigoten, torej genetsko izenačen. Po postopku podvajanja genoma, ki taki rastlini zagotovi sposobnost razmnoževanja, smo za žlahtnitelja razvili izredno dragoceno rastlino, ki jo uporabi pri svojih križanjih.«

Kristinina najljubša točka na Nizozemskem – sever otoka Texel FOTO: Osebni arhiv
Kristinina najljubša točka na Nizozemskem – sever otoka Texel FOTO: Osebni arhiv


Pri nekaterih rastlinskih vrstah se tehnologija podvojenih haploi­dov uporablja že dolga leta, še doda, druge rastlinske vrste pa so se izkazale za mnogo zahtevnejše in se izmotavajo spretnim rokam znanstvenikov. Ravno bučke so trd oreh, zakaj, za zdaj še ne vedo. »Vsekakor se vsaka vrsta obnaša drugače, ne gre, da bi vse delovale po enakem principu. Glede bučk menimo, da se nekaj skriva v genetskem ozadju, ki vpliva na odzivnost, a še nismo ugotovili, kaj in kako.«

Strokovnjakinja za celično tehnologijo še nadaljuje, da je pri žlahtnjenju največ poudarka na pridelku in odpornosti proti bolez­nim, zaradi česar potrebuje taka sorta seveda manj fitofarmacevtskih sredstev, kar je zaželeno z več vidikov. Zadnja leta je zaradi podnebnih sprememb tudi vedno več interesa za žlahtnjenje za odpornost proti abiotskemu stresu in manjšo porabo resursov, kot so voda ali gnojila. »Enza Zaden je semenarsko podjetje, naš proizvod je torej izključno seme. V javnosti se sicer večkrat slišijo očitki nekaterim večjim konkurentom, ki pro­izvajajo tako seme kot pripadajoča fitofarmacevtska sredstva,« poudari in doda: »Na naše delo vplivajo tudi različni trgi, kamor se širimo. Včasih smo semena prodajali le v Evropi, zdaj je naš trg pravzaprav ves svet. Tako sorte kot tudi vrste, ki jih imamo za azijski trg, so druge. Marsikatere Evropejci mogoče ne bi niti prepoznali. V Evropi si pod pojmom paprika predstavljamo sladko papriko, v Aziji je paprika nekaj pekočega. Odgovor na vprašanje, zakaj se torej razvija toliko novih sort, je vsekakor tudi dejstvo, da imamo vse več različnih trgov. Poleg tega moramo biti pripravljeni na želje potrošnikov v prihodnosti. Dela nam torej nikakor ne zmanjka.«

Glede genskega spreminjanja organizmov (GSO) strokovnjakinja pove, da se pri razvoju sort strogo držijo postopkov klasičnega žlahtnjenja in tehnologije GSO ne uporabljajo. Vsekakor pa bi po njenem mnenju Evropska unija morala znova temeljito razmisliti o novih tehnologijah in inovacijah v rastlinski biotehnologiji, če hoče kmetijstvo ohraniti konkurenčno in zagotoviti kakovostno hrano za svoje prebivalce. »Trend nezaupanja znanosti na več področjih, ne samo v kmetijstvu, pravzaprav vzbuja skrbi in je hkrati žalosten,« poudari.


Ko se uresničijo sanje …


Kristino Košmrlj, ki je doma iz Podklanca pri Sodražici, so že v gim­naziji privlačile rastline. »Spomin­jam se, da sem komaj lezla skozi biologijo, ko so bile na vrsti živali, znanje o rastlinah pa sem stresala iz rokava. V družini imamo tudi neko mantro, da mora biti znanje uporabno. To dvoje se je spojilo pri študiju biotehnologije, ko smo v tretjem letniku začeli proučevati rastlinske tkivne kulture,« pove. Po praksi v Nemčiji se je vrnila v Slovenijo in pri mentorju profesorju Borutu Bohancu doktorirala na temo uporabe biotehnoloških pristopov za žlahtnjenje oljnih buč. »Ko sem zaključevala doktorat, sem na Dunaju na Mednarodni agenciji za jedrsko energijo (IAEA) poglobila znanje o uporabi sevanja za žlahtnjenje rastlin, ki se uporablja tako za mutagenezo kot pri postopkih podvojenih haploidov. Zelo zanimivo in izredno mednarodno obdobje, ki je podkrepilo mojo odločitev, da bom nadaljevala v tej smeri,« opiše.

»Po doktoratu sem se za kratek čas zaposlila na Kmetijskem inštitutu Slovenije, nato pa se mi je zgodilo to, o čemer sanja marsikdo. Popolnoma nepričakovano sem dobila elektronsko pošto iz podjetja Enza Zaden s povabilom na sestanek prek skypa. Uresničevale so se mi sanje. Iskali so nekoga z mojim profilom in znanjem. Po uspešnem intervjuju sva se s part­nerjem preselila na Nizozemsko.« Država, prebivalci in njihov način življenja so ji hitro prirasli k srcu. Na delovnem mestu je v ospredju zavedanje, da je pomemben vsak izmed njih, družba je izrazito nehierarhična, hkrati pa ljudje zelo cenijo svoj (prosti) čas. Le ravnine ji je bilo kmalu čez glavo, še pove z nasmeškom in doda, da pa imajo ravno ta ravnina in za Nizozemsko značilni vodni kanali druge prednosti. Med drugim se je lotila novega konjička: kajakaštva.

Komentarji: