Egy nemzetközi kutatócsoport 95%-os sikerrel szaporított egy kereskedelmi hibrid rizsfajtát klón formájában, vetőmagok segítségével.
Ez az áttörés csökkentheti a hibrid rizs vetőmag árának költségét, és világszerte elérhetővé teszi a nagy hozamú és betegségeknek ellenálló rizstörzseket a korlátozott erőforrásokkal rendelkező gazdák számára. Az eredményeket nemrég publikálták a Nature Communications című folyóiratban.
Az első generációs hibridekből előállított termények gyakran jobb teljesítményt mutatnak a szülői törzsekhez képest, amit „hibrid vigornak” neveznek. Ez a fejlődés azonban nem folytatódik, amikor a hibrideket egy második generációra nemesítik. Ennek eredményeként azoknak a gazdáknak, akik nagy teljesítményű hibrid növényfajtákat kívánnak használni, minden szezonban új vetőmagot kell vásárolniuk.
A rizst, – amely a világ népességének fele számára létfontosságú haszonnövény –, viszonylag költséges hibridként nemesíteni, ami körülbelül 10 százalékos hozamnövekedést eredményez. Ez azt jelenti, hogy a rizshibridek előnyeit a világon még sok mezőgazdasági termelő nem tudja kamatoztatni – mondta Gurdev Khush, a Davis-i Kaliforniai Egyetem Növénytudományi Tanszékének adjunktus professzora. Khush 1967-től a Nemzetközi Rizskutató Intézetnél dolgozott egészen 2002-es nyugdíjba vonulásáig a UC Davisnél, és az új, nagy hozamú rizsfajták létrehozására irányuló kutatásokat vezette, amelyért 1996-ban megkapta a World Food Prize (Világélelmezési Díj) kitüntetést.
Ennek egyik lehetséges megoldása az lenne, ha a hibrideket klónként szaporítanák, amelyek generációról generációra megegyeznek, további nemesítés nélkül. Sok vadon élő növény képes olyan magokat termelni, amelyek önmaguk klónjai, ezt a folyamatot nevezik apomixisnek.
Ha már megvan a hibrid, és elő tudjuk idézni az apomixist, akkor minden évben elültethetjük
– mondta Khush.
Az apomixis átültetése egy jelentős haszonnövényre azonban nehéznek bizonyult.
Egy lépés a klónozott hibrid vetőmagok felé
2019-ben a Venkatesan Sundaresan professzor és Imtiyaz Khanday egyetemi docens vezette csapat a UC Davis növénybiológiai és növénytudományi tanszékén elérte az apomixist rizsben, így a magok mintegy 30 százaléka klónként jött létre.
Sundaresan, Khanday és kollégái Franciaországban, Németországban és Ghánában most 95 százalékos klónozási hatékonyságot értek el egy kereskedelmi hibrid rizstörzs felhasználásával, és kimutatták, hogy a folyamat legalább három generáción keresztül fenntartható.
Az egylépéses folyamat három gén, a MiMe módosítását jelenti, amelyek hatására a növény a meiózisról, vagyis a petesejtek kialakulásának folyamatáról átvált a mitózisra, amelynek során a sejt két példányra osztódik. Egy másik génmódosítás az apomixist idézi elő. Az eredmény egy olyan mag, amely képes a szülőjével genetikailag azonos növénnyé fejlődni.
A módszer lehetővé tenné a vetőmaggyártó cégek számára, hogy gyorsabban és nagyobb mennyiségben állítsanak elő hibrid vetőmagokat, valamint olyan vetőmagot biztosítsanak, amelyet a gazdák szezonról szezonra megőrizhetnek és újra elültethetnek – fejtette ki Khush.
Az apomixis a haszonnövényekben több mint 30 éve a világméretű kutatások célpontja, mert a hibrid vetőmagok előállítása mindenki számára elérhetővé válhat. Az így elérhető terméshozam-növekedés segíthet kielégíteni a növekvő népesség globális szükségleteit anélkül, hogy a föld-, víz- és műtrágyahasználatot fenntarthatatlan szintre kellene növelni
– mondta Sundaresan.
Sundaresan szerint az eredményeket más élelmiszernövényekre is lehetne alkalmazni. A rizs különösen más gabonafélék, köztük a kukorica és a búza számára szolgál genetikai modellként, amelyek együttesen a világ fő élelmiszer-alapanyagait alkotják.
Khush felidézte, hogy 1994-ben konferenciát szervezett a rizsnemesítés apomixiséről. Amikor 2002-ben visszatért a UC Davisre, átadta a konferencia jegyzőkönyvének egy példányát Sundaresannak. – Ez egy hosszú projekt volt – mondta.
Forrás: https://scitechdaily.com/feeding-billions-researchers-clone-hybrid-rice-strains-with-95-efficiency/
