Această descoperire ar putea avea o importanţă semnificativă şi implicaţii majore pentru cei care lucrează în domeniul ameliorării plantelor. Şi pentru că tehnica este epigenetică – implicând expresia genelor existente şi nu introducerea de material genetic dintr-o altă plantă – culturile obţinute folosind această tehnologie ar putea evita conflictele asociate cu organismele modificate genetic.
„Atunci când planta suferă un stres, cum ar fi expunerea la secetă sau la căldura extremă prelungită, are capacitatea de a se adapta rapid la mediul său pentru a deveni fenotipic flexibilă”, explică Sally Mackenzie, cercetător implicat în acest proiect, indicând gena MSH1, care oferă acces la o gamă largă de reţele responsabile cu rezistenţa. Plantele care „detectează” stresul după ce gena MSH1 este redusă la tăcere îşi pot regla creşterea şi schimba configuraţia rădăcinilor, pot limita masa vegetativă de deasupra solului, pot întârzia timpul de înflorire şi îşi pot modifica răspunsul la stimuli de mediu. Iar aceste răspunsuri sunt „amintite” de-a lungul generaţiilor prin reproducere selectivă, după cum au constatat oamenii de ştiinţă. „În cercetarea noastră arătăm că această condiţie de memorie este moştenită de către descendenţi, dar apare doar într-o anumită proporţie, astfel încât există fraţi cu memorie şi fraţi fără memorie deplină”, susţine cercetătoarea americană, profesor de biologie la Eberly College of Science.
Capacitatea plantelor de a se adapta la condiţiile de mediu
Prin ajustarea arhitecturii epigenetice a unei plante, cercetătorii au putut accesa reţeaua de rezistenţă a acesteia şi să vadă cum genele sunt exprimate rapid şi larg pentru a ajusta capacitatea unei plante de a se adapta la condiţiile de mediu. Cercetătorii au identificat astfel anumite căi care îmbunătăţesc creşterea rădăcinii şi vigoarea plantelor, factori care ar putea determina o creştere a randamentelor. Atunci când o plantă cu gena MSH1 modificată este încrucişată sau grefată, această vigoare a plantelor îmbunătăţită devine destul de pronunţată. Cercetătorii susţin că plantele pot fi „reprogramate” epigenetic pentru a exprima genele diferit, fără a modifica genotipul, ceea ce constituie o abordare netradiţională a procesului de ameliorare.
Deoarece acum pot identifica reţele de gene care par a fi vizate de această manipulare, cercetătorii raportează că plantele au mecanisme concepute pentru a aborda stresul sau pentru a modifica creşterea, iar acestea pot fi accesate.
Studiul a fost efectuat iniţial pe plante din familia Arabidopsis, organisme model utilizate pentru studierea biologiei plantelor, deoarece au timpul de creştere scurt şi o producţie prolifică de seminţe prin auto-polenizare. Arabidopsis thaliana a fost de altfel prima plantă care a avut genomul secvenţiat. Între timp, cercetarea a fost extinsă şi la alte specii de plante, respectiv tomate şi soia, iar în prezent se află în desfăşurare un experiment pe scară largă la cultura de canola, o varietate de rapiţă întâlnită în special în America de Nord şi Australia.
