Çiftçiliği daha sürdürülebilir hale getirmek için gen düzenlemeyi kullanmanın yeni yolları.
Yeşil, bitki dünyasında büyümenin rengidir. Havadan bakıldığında, çoğu çiftlik araziyi yeşilin çeşitli tonlarından oluşan yorganlarla örter. Peki ya ortalama mısır, arpa ve pirinç bitkilerinin sapları ve yaprakları tüylü ve mavi olsaydı? Bir grup bilim insanı bunun çiftliklerin daha sürdürülebilir olmasına yardımcı olabileceğini düşünüyor.
İşte nedeni. İklim değişikliği geleneksel ürünler üzerinde stres yaratıyor. Birçok yabani çeşit çevresel değişimlere karşı daha dayanıklı, besin ve su kullanımında daha verimli ve besin açısından daha yoğun. Bu nedenle bazı ıslahçılar, verimlerini ve lezzetlerini artırmak için halihazırda bu istenen stres direnci ve besleyici niteliklere sahip yabani çeşitlerin genomlarını düzenlemeyi önermektedir. Ancak yeni mahsuller yabani otların ayıklanmasında zorluk yaratacaktır – özellikle büyümelerinin erken aşamalarında yabani ve yabani otlu benzerlerinden ayırt edilmeleri zor olacaktır.
Gelecekte çim biçme makinesi büyüklüğünde küçük robotların ekin tarlaları üzerinde roombas gibi ileri geri hareket etmesi söz konusu olabilir.
Kopenhag Üniversitesi’nde biyolog olan Michael Palmgren, bu ikincil sorunu, bitkilerin genomlarını, yaban mersinini mavi yapan antosiyaninler veya havucu turuncu yapan karotenoidler gibi birçok bitkide zaten bulunan belirli pigmentleri ve yeni dokuları ifade edecek şekilde değiştirerek çözebileceğimizi söylüyor. Bu sayede çiftlik robotlarının zehirli herbisitlere başvurmadan yabani otları görsel olarak ayırt etmesi kolaylaşacaktır.
“Ayıklama robotlarımız var,” diyor Palmgren – ancak hala mükemmelleştirilmeleri gerekiyor. “Yeni genomik tekniklerimiz var. Ve yapay zekamız var” diyor. “Neden bu üçünü birleştirmiyoruz ve böylece yabani otları çok erken bir aşamada elle temizleyebiliriz?” Palmgren ve meslektaşları önerilerini yeni bir makalede yayınladılar.
Palmgren, gelecekte çim biçme makinesi büyüklüğünde küçük robotların ekin tarlaları üzerinde roombas gibi ileri geri hareket ederek yabani otları temizleyebileceğini ancak istenen ekinleri sağlam bırakabileceğini söylüyor. Makineler, ekinlerin tuhaf renklerini “görmek” için spektroskopi kullanabilir ve derin öğrenme algoritmaları, bitkileri birbirinden ayırt etmeleri için onlara rehberlik edebilir.
Palmgren, prensipte bilim insanlarının bütün bir bitkiyi maviye dönüştürebileceğini ancak bunun muhtemelen fotosentezi engelleyeceğini söylüyor. Ekip bunun yerine, bir bitkinin gövdesinin rengindeki değişiklikleri veya şekil ve dokudaki diğer değişiklikleri, örneğin mühendislik mutasyonları yoluyla yapılabilecek küçük tüyler eklemeyi araştırıyor.
Palmgren iyimser – erken tarımın buğday, arpa, mısır ve pirinç gibi modern ürünlerden çok farklı görünen yabani bitkileri seçtiğine dikkat çekiyor. Yıllar süren seçici ıslah sayesinde, şimdi milyarlarca insanın iştahını kabartan daha büyük ve daha besleyici versiyonlar yaratmayı başardılar. Aynı şey daha dayanıklı, renk kodlu mahsullerin seçici ıslahında da gerçekleşebilir.
Renkler, robotların yabani otları daha verimli bir şekilde ayıklamasına yardımcı olmanın ötesinde mahsulleri başka şekillerde de iyileştirebilir. Araştırmalar antosiyaninin insanların enfeksiyonlara ve diğer çevresel stres faktörlerine karşı direnç kazanmasına yardımcı olabileceğini, karotenoidlerin ise insan beslenmesinde bir provitamin A kaynağı olduğunu gösteriyor.
Palmgren, insanların mutant ürün değişikliklerini görsel olarak fark etmeyeceğini söylüyor. Ancak diyetleri ve vücutları bundan faydalanabilir. “Bunun şimdi düşünmemiz gereken bir şey olduğunu düşünüyoruz.”
*Bu yazı Color-Coding Crops for Climate Change başlıklı yazıdan çevrilmiştir.
