Az „akkor végtelen gesztenye erdők” – ahogy Henry David Thoreau írta Walden című könyvében, valaha az Appalache hegységben mindenfelé nőttek. Élőhelyet és élelmet biztosítottak a vadvilágnak, és tápláló gesztenyét, valamint értékes rönkfát szolgáltattak az embereknek. A gyors növekedési rátájuknak és korhadásnak ellenálló fájuknak köszönhetően komoly szerepe lehetne a széndioxid megkötésben, ami napjaink klímaváltozását figyelembe véve fontos tulajdonság.
A fajnak azonban szomorú a története. A becslések szerinti 4 milliárd amerikai gesztenyefából, ami valaha Maine államtól egészen Georgia-ig nőtt, csupán a töredéke maradt meg napjainkra.
A fajt kis híján kipusztította a gesztenyepenész (Cryphonectria parasitica), egy egzotikus gomba kórokozó fertőzés okozta súlyos betegség. A gomba véletlenül került be az Amerikai Egyesült Államokba több mint egy évszázada, amikor az emberek Ázsiából kezdtek gesztenyefákat importálni. Ez a betegség a fő lombkoronaszintben korábban állományalkotó és meghatározó amerikai gesztenyefát annyira visszaszorította, hogy napjainkban a keleti erdőkben alig valamivel tekinthető többnek, mint egy ritka cserje.
A gesztenyepenész ellen több mint egy évszázada zajló harcban a kutatók most a szaporítás modern eszközeit vetik be: olyan bio-kontroll módszert, ami akadályozza a fertőző gomba növekedését, illetve géntechnológiával segítenék az amerikai gesztenyét visszajutni korábbi kulcspozíciójába az amerikai erdőkben.
A kedvelt fa megmentésére minden eszközre szükség van. Az Amerikai Gesztenye Kutató és Helyreállító Projekt (Chestnut Research and Restoration Project) keretében több mint 100 egyetemi kutató és diák 26 évnyi kutatásának eredményeképpen sikerült kifejleszteni egy nem szabadalmazott, gesztenyepenésznek ellenálló amerikai gesztenyefát.
Egy genetikai trükk
Dr. Chuck Maynard és Dr. William Powell a New York Állam Környezettudományi és Erdészeti Főiskolájának (State University of New York College of Environmental Science and Forestry (SUNY-ESF, vagy ESF) csapatával együtt dolgozott. A kutatásban részt vettek középiskolás diákok, végzett és végzés előtt álló diákok, posztdoktorok, és más intézetekben dolgozó tudósok és önkéntesek. A közös erőfeszítések arra irányultak, hogy direkt génsebészeti eljárásokkal, vagy génmanipulációval találjanak módot az amerikai gesztenyefa „felélesztésére”.
Több mint 30 különböző növényi gént teszteltek, amik potenciálisan serkenthették a penésszel szembeni ellenállóságot. Egyelőre egy kenyérbúzából származó gén bizonyult a leghatékonyabbnak.
Ez a búza gén egy oxalátoxidáz nevű enzimet termel (jelölése: OxO), aminek segítségével a gomba által termelt oxalát semlegesíthető. Ez utóbbi anyag felelős a fák üszkösödéséért, ami általában a növények pusztulásával jár. Ez a gyakori védekező enzim megtalálható az összes gabonaféle termésében, emellett a banánban, szamócában, földimogyoróban és egyéb közismert élelmiszerekben is, amiket állatok és emberek milliárdjai fogyasztanak napi szinten, és nem kötődik a glutén fehérjékhez.
A fák génsebészete úgy zajlott, hogy hozzáadták az OxO gént (és egy marker gént, aminek segítségével megbizonyosodhattak róla, hogy az ellenállóságot növelő gén is jelen van) a gesztenyefa genomjához, ami körülbelül 40000 másik gént tartalmaz még. Ez egy elhanyagolható mértékű változtatás a többi, hagyományos módon szaporított termékhez képest. Gondoljunk például a fajok közti hibridizációra, ahol több tízezer gén kerül hozzáadásra, vagy a mutációs nemesítésre, ahol korábban ismeretlen mutációkat hoznak létre. A géntechnológia segítségével létre tudtak hozni egy gesztenyepenész-rezisztens amerikai gesztenyefát, ami 99,999 százalékban megegyezik a vad amerikai gesztenyefával.
