Vosková (waxy) kukuřice je v současnosti jedním z běžně pěstovaných typů této plodiny. Její poněkud odlišný, matný a hladký vzhled zrn připomíná vosk, od něhož je odvozen i její anglický název. Oproti jiným kukuřicím sestává zásobní škrob v zrnu waxy kukuřice pouze z jediné složky – amylopektinu. Chybí tedy amylóza, což je způsobeno ztrátovou mutací jednoho z genů (wx) zapojeného do její biosyntézy. Takto pozměněný škrob má odlišné vlastnosti, pro které je vyhledáván v pekárenství a při výrobě přírodních lepidel.

Mutace wx má dopad i na některé další charakteristiky waxy kukuřice. Nepříznivou skutečností je, že, bez ohledu na zdroj mutace, dochází jejím vlivem ke zhruba 5% snížení výnosu zrna waxy hybridů oproti hybridům běžné kukuřice. Podstata jevu přitom není známa. Zvýšení výnosu waxy kukuřice, jakožto jedné z významných zemědělských plodin, je proto velmi žádoucí. Nové techniky šlechtění nabízí různé způsoby, jak pěstování waxy kukuřice zefektivnit.

Americká firma Corteva Agriscience, orientovaná na vývoj technologií směřujících ke zvyšování ziskovosti pěstitelů a zpracovatelů zemědělských plodin, podpořila projekt, který si dal za cíl využít nové techniky šlechtění k získání nových, upravených forem wx mutací. Následně u kříženců vybraných linií takto odvozené kukuřice ověřit výnosové a další charakteristiky v polních pokusech.

Ukázalo se, že hybridní kukuřice s geneticky upravenými wx mutacemi vykazuje oproti výchozím materiálům vyšší výnosy zrna, ostatní sledované charakteristiky zůstaly přitom beze změny.

Pro genetickou úpravu wx alely byla zvolena technika CRISPR-Cas9 editace. U dvanácti elitních imbredních linií (pomocí opakovaných zpětných křížení je u nich dosaženo vysoké homozygotnosti, potřebné pro navození heteróze po křížení nejvhodnějších partnerských linií) navodili výzkumníci rozsáhlé delece (odstranění části genetické informace) alely wx. Pro daný účel připravili dvě vektorové varianty DNA konstruktů, jeden pro delece o velikosti zhruba 4 tisíce párů bazí (4 kb) a druhý pro 6 kb. Pro každou z linií odzkoušeli oba konstrukty. Ty byly do nezralých embryí kukuřice vnášeny biolistickou metodou pomocí genové pistole.

Geneticky upravená waxy kukuřice získala od příslušného amerického úřadu (konkrétně APHIS - Animal and Plant Health Inspection Service, USDA) status „non-regulated“, tj. neregulováno jako GMO. Obdobný status získala v Kanadě, Brazílii a Argentině. Produkty této kukuřice tedy mohou být v daných zemích uvedeny na trh, aniž by podléhaly regulaci – pravidlům platným pro GMO (geneticky modifikované organismy).

 

Aktualizace ke dni: 27.4.2022