Szczepienie to stosowana w sadownictwie metoda uszlachetniania drzew owocowych, a w ogrodnictwie niektórych roślin ozdobnych. Polega na wszczepieniu pędu (tzw. zraza) szlachetnej odmiany rośliny w nieszlachetnej, dzikiej (czyli podkładce).
Potem rośliny zrastają się w jeden organizm. W ten sposób można również rozmnażać szlachetne odmiany, co pozwala na uzyskanie plonu pożądanej odmiany owoców szybciej i pewniej niż z nasion.
Dzięki szczepieniu jedno drzewo może dawać 40 różnych owoców
W ten sposób raczej nie wyrosną gruszki na wierzbie – rośliny muszą być spokrewnione. Nie ma to znaczenia w przypadku drzew owocowych, które w większości należą do jednej rodziny (różowatych lub rutowatych). Rekordowe drzewka, tworzone przez Sama VanAkena, dają czterdzieści różnych gatunków owoców. Kosztują jednak małą fortunę – 30 tysięcy dolarów za jedno.
Szczepienie ma długą tradycję. Stosowano je już, jak sądzą historycy, w pierwszym tysiącleciu przed naszą erą. Zawodzi jednak całkiem w przypadku roślin jednoliściennych. Należą do nich trawy (a więc i zboża), rośliny zielne oraz palmy. Jednoliścienne nie wytwarzają miazgi twórczej (tzw. kambium), uważanej za kluczową, by zraz mógł się przyjąć na podkładce.
To się jednak zmieniło. Uczeni potrafią już zaszczepić roślinę jednoliścienną na drugiej. Jest to fakt na tyle doniosły, że pracę przyjęło do druku prestiżowe czasopismo naukowe „Nature”.
Naukowcy przeszczepili roślinne tkanki zarodkowe
– Czytałem prace opisujące dekady badań nad szczepieniem roślin jednoliściennych, które jednoznacznie twierdziły, że to niemożliwe. Byłem uparty przez długie lata – aż dowiodłem, że nie mają racji – mówi dr Greg Reeves, główny autor pracy.
Reeves dokonał tej sztuki w zmyślny sposób. Wyizolował z roślin jednoliściennych tkanki zarodkowe tzw. hipokotylu (w przypadku trawiastych jest to mezokotyl), powstające w kiełkujących nasionach. Te tkanki następnie nanosił w miejsce szczepienia roślin dojrzałych. Technika zadziałała, choć rośliny również muszą być spokrewnione – na przykład pszenicę można zaszczepić na owsie.
Badacze potwierdzili, że jest to skuteczny sposób, barwiąc fluorescencyjnie tkanki zaszczepionych roślin. Zrastają się one w jeden organizm, a ich tkanki normalnie transportują wodę i składniki odżywcze z podkładki do zrazu.
– Udało się to, co było uważane za niemożliwe. Jeśli chodzi o przełomy naukowe, ten jest dość spektakularny – mówi tygodnikowi „New Scientist” prof. Colin Turnbull, botanik z Imperial College London.
Szczepienie roślin może uratować banany przed wyginięciem
Oczywiście nikt nie zamierza szczepić pszenicy na owsie. Choć bardzo by to się przydało – pszenica nie jest odporna tak, jak owies. Szczepienie trzeba by jednak powtarzać miliony razy dla każdej łodygi z osobna. A to jest, oczywiście, niepraktyczne.
Odkrycie bardzo przyda się jednak w przypadku innych jednoliściennych roślin uprawnych, które mają dla nas duże znaczenie. To ananasy, banany, palmy daktylowe i olejowe, a nawet cebula czy czosnek.
Szczepienie najszybciej może znaleźć zastosowanie w uprawie bananów. Znakomita większość rosnących dziś bananowców jest klonem jednej rośliny. Sprawia to, że gdy uprawę bananów atakuje jakiś patogen, błyskawicznie obejmuje ją całą. Inne uprawy w okolicy są również zagrożone.
Bananom na całym świecie zagraża choroba panamska wywoływana przez grzyby Fusarium oxysporum. Grzyb ten całkowicie zniszczył, podobno znacznie smaczniejszą, odmianę Gros Michel jeszcze w latach 50. ubiegłego wieku. Teraz zagraża odmianie Cavendish, która stanowi większość produkowanych na świecie bananów. Szczepienie pozwoli na uprawę zagrożonych bananów odmiany Cavendish na dzikich, odpornych na grzyby, bananowcach.
– To fantastycznie, że badaczom z Cambridge udało się znaleźć sposób, który może przyczynić się do ocalenia tak ważnych owoców – mówi dr Louise Sutherland, szefowa organizacji Ceres Agri-Tech. Zrzesza ona pięć brytyjskich uczelni oraz wiodące rolnicze instytuty badawcze.
Nie jest to pierwsze odkrycie, które wymaga przepisania podręczników botaniki
Jest to kolejny raz, gdy okazuje się, że przyjęte przez dziesięciolecia dogmaty można w botanice podważyć. W 2016 roku zespół pod kierunkiem prof. Roberta Henry’ego z australijskiego Queensland University dowiódł, że fotosynteza zachodzi także w nasionach, a nie tylko w liściach rośliny. Co więcej, jest to fotosynteza wydajniejsza niż w pozostałych jej częściach.
Jeszcze latach 60. ubiegłego wieku odkryto, że trzcina cukrowa i niektóre inne rośliny przystosowane do tropikalnego klimatu wykorzystują bardziej wydajny proces fotosyntezy niż 85 proc. pozostałych gatunków roślin. Nazwano go fotosyntezą C4. Rośliny, które wykorzystują ten proces, o połowę skuteczniej wychwytują dwutlenek węgla i szybciej rosną.
Pszenica i ryż – najczęściej uprawiane zboża – wykorzystują mniej wydajną fotosyntezę C3. To oznacza, że gorzej radzą sobie w suchym i gorącym klimacie. Australijscy badacze odkryli, że w ziarnach pszenicy zachodzą procesy charakterystyczne dla fotosyntezy C4. Dało to nadzieję na wyhodowanie takich odmian, które będą odporne na susze i ocieplenie klimatu.
Źródła: University of Cambrigde, Nature, Scientific Reports.