Kuidas parandada head sorti?
Parimate seemnete valik sai alguse umbes 10 000 aastat tagasi, kui inimesed hakkasid tegelema põllumajandusega, ja sai tõelise hoo sisse siis, kui Gregor Mendel kirjeldas taimede omaduste pärandumise seaduspärad. Sordiaretuse abil parandatakse viljade ja seemnete kulinaarseid omadusi, saagikust, haiguskindlust ja muid omadusi tänaseni.
Sortide erinevused tulenevad üldjuhul vastavaid omadusi andvatest geenidest. Erinevalt pärandsortidest, mille geneetiline varieeruvus on suur, on modernsed sordid omadustelt võrdlemisi sarnased ja nende puhul on sordiaretus nagu peenhäälestus, et omadusi kasvõi pisut parandada.
Traditsiooniline ristamine
Kliimamuutustega seotud uute haiguste eest on kaitstud vaid vähesed Eestis kasvatatavad sordid, mistõttu on pidevalt vaja aretada uusi vastupidavamaid saagikaid sorte. Traditsiooniline lähenemine on olnud parandatava emasordi ristamine mõne teise sordiga, millel on meid huvitav tunnus. Tulemuseks on uus sort, mis on pärinud osa tunnuseid emasordilt ning lisaks saanud uue hea tunnuse, nt jahukastekindluse. Lähenemise puuduseks on suur ajakulu ja tõsiasi, et emasordiga geneetiliselt täpselt samasugust sorti tagasi saada on võimatu. Võimalusel välditakse ristamist vanade sortidega, millel on lisaks haruldastele headele omadustele ka soovimatuid omadusi. See aga raskendab haruldaste geenide, nt resistentsusgeenide lisamist ristamise teel.
Kui odra, nisu ja herne sorte paljundatakse seemnetest, siis näiteks kartuli, õuna ja viinamarja sorte ei saa paljundada seemnest, vaid ainult taimeosadest ehk vegetatiivselt. Need on geneetiliselt heterosügootsed, mis seemnest paljunemisel identselt edasi ei pärandu. Kui kartulil või õunal on palju häid sorte, mida saab kasutuse eesmärgi järgi ka asendada, siis näiteks viinamarjakasvatajad ei saa asendada tarbijate hulgas populaarseid sorte ‘Chardonnay’ või ‘Riesling’ uute haiguskindlamatega. Nendel liikidel ei ole võimalik ristamise teel lisada haiguskindluse või muude omaduste geene ilma sordi kulinaarseid omadusi muutmata.
Uued täppisaretusmeetodid
Uued täppisaretusmeetodid võimaldavad eemaldada ja teatud tingimustel ka lisada geene nii seemnest kui ka vegetatiivselt paljundatavates liikides. Meetoditest kõige levinum on CRISPR-Cas, mis on kui triipkoodilugejaga käärid, võimaldades lõigata taime geeni väga täpselt vajalikus kohas. Tekitatud lõikekoha parandab taim kohe ära, kuid teeb seda mõnikord vigaselt, tekitades looduslikke mutatsioone. CRISPR-Casi abil lõikamist nimetatakse ka suunatud mutageneesiks. Näiteks on võimalik tekitada mutatsioon odra ühes kindlas geenis, misjärel taim ei nakatu enam jahukastesse, kuid kõik muud sordiomadused säilivad. Jõgeval, Eesti Taimekasvatuse Instituudis on alustatud täppisaretuse meetodi CRISPR-Cas katsetega odrasortide jahukastekindluse ja umbrohtude allasurumise võime parandamiseks.
Täppisaretusmeetodite abil saab vähendada ka toksiinide, antinutrientide ja allergeenide sisaldust inimtoiduks kasutatavates taimedes. Näiteks on suunatud mutageneesi abil vähendatud kartulis toksilise solaniini, hernes kibedat maitset põhjustavate saponiinide ja nisus mineraalainete imendumist takistava fütaadi sisaldust. Meetodit on kasutatud nisus ka talumatust põhjustava gluteeni koguse vähendamiseks.
Uue kümnendi suurim väljakutse
Kahjulikud ained ei tule mitte alati taime seest, vaid sageli hoopis taimekaitsevahendite kasutamisest. Taimekasvatuseks ilma taimekaitsevahenditeta, näiteks mahepõllumajanduses, peab taim ise olema haiguskindel ja selleks on vaja vastavaid geene. Haiguskindlust leidub paljudes kultuurtaimede looduslikes sugulasliikides, aga nende geenide lisamine tänapäevastele sortidele on traditsioonilise ristamise abil väga aeganõudev ja töömahukas. Täppisaretusmeetoditega saab geene lisada kiiremini ja täpsemalt ning kui lisatav geen on pärit samast või lähedasest liigist, on tulemuseks tsisgeenne taim.
Eriti kasulik on see tööriist vegetatiivselt paljundatavate liikide puhul. Näiteks kartulile saaks muid sordiomadusi muutmata lisada lehemädanikukindluse geene, mis võimaldaks vähendada fungitsiidide kasutust. Samuti saaks täppisaretusega lisada rahva lemmikõunasortidele kärntõve ja muude haiguste vastaseid geene.
Kahjuks on täppisaretust Euroopa Liidus väga kallis rakendada, sest Euroopa Kohus otsustas 2018. aastal, et täppisaretusmeetoditega saadud taimed kuuluvad geneetiliselt muundatud taimede direktiivi alla. Sisuliselt tähendab see seda, et käesolevas artiklis nimetatud parendatud taimesortide turuletoomine on ELis rahaliselt ja ajaliselt väga kulukas. Sel aastal algatati ELis täppisaretusmeetodite piirangute muudatusettepanek, et leevendada suunatud mutageneesi ja tsisgeneesi abil saadud taimedele kehtivaid piiranguid ja nõudeid. Sellest tulenevalt võib juba lähiaastatel muutuda võimalikuks praeguste parimate sortide valikuline parendamine täppisaretuse teel. See võimaldaks meie põldudel kasvatada vähemate toksiinide ja antinutrientidega ning vähem taimekaitsevahendeid vajavaid haiguskindlaid sorte, mis muudavad meie toidulaua ohutumaks.