Obrezovanje genov riža poveča pridelek do 25% in izboljša odpornost na sušo

Raziskovalci na Univerzi v Chicagu so dokazali, da lahko obrezovanje posebnih delov rastlinskih genov poveča pridelek riža do 25%, hkrati pa izboljša sposobnost rastline, da vzdrži sušo in vročino.

Študija temelji na prejšnjih odkritjih, ki jih je naredil laboratorij profesorja Chuan He, ki se je že dolgo osredotočil na razkrivanje mehanizmov za celično rast in regulacijo. Leta 2011 je njegova ekipa ugotovila, da RNA igra ključno vlogo, ki presega svojo tradicionalno funkcijo sporočevalca med DNK in beljakovinami. Njihovo nadaljnje delo leta 2021 je uvedlo metodo, ki vključuje vstavljanje gena, pridobljenega iz živali, FTO, v rastline, kar je povzročilo povečano rast in odpornost proti suši. Vendar je ta pristop med potrošniki vzbudil zaskrbljenost glede gensko spremenjenih organizmov (GMO).

Po obsežnih raziskavah so odkrili dva gena, specifična za rastline, ALKBH9 in ALKBH10, ki imajo funkcionalne podobnosti z genom FTO pri sesalcih. Ti geni vsebujejo intrinzično neurejene regije, segmente beljakovin, ki nimajo fiksne tridimenzionalne strukture, za katere je bilo ugotovljeno, da omejujejo aktivnost rastlinskih beljakovin znotraj kromatina celice. Z odstranjevanjem intrinsično neurejenih regij iz C-kraja ALKBH9 in ALKBH10 so raziskovalci opazili, da so beljakovine v celici postale bolj mobilne. Ta mobilnost jim je omogočila, da so bolj svobodno v stiku s kromatinom, s čimer so spodbujali gensko ekspresijo, povezano z rastjo in odzivom na stres.

Rezultat je bil, da so spremenjene riževe rastline pokazale znatno višje pridelke in večjo odpornost pod neugodnimi okoljskimi pogoji. Implikacije te raziskave segajo izven pridelave riža. Razumevanje vloge notranjih neurejenih regij v rastlinski biologiji odpira nove poti za razvoj pridelkov, ki lahko uspevajo v raznolikih in zahtevnih okoljih. Profesor He je poudaril potencialni vpliv teh ugotovitev in dejal, da raziskava zagotavlja znanstveno podlago za ustvarjanje rastlin, ki ne samo dajejo višje pridelke, ampak tudi ostajajo odporne na različne strese, vključno s sušo, vročino in slanostjo.

Študija poudarja zapletenost genetske regulacije pri rastlinah in poudarja pomen raziskovanja alternativnih metod za doseganje želenih lastnosti, ne da bi se zanašali na tuje gene. Z izkoriščanjem naravne spremenljivosti, prisotne v rastlinskih genomih, lahko znanstveniki potencialno razvijejo pridelke, ki izpolnjujejo naraščajoče zahteve globalne proizvodnje hrane, hkrati pa se soočajo z okoljskimi izzivi, ki jih predstavljajo podnebne spremembe.

Končni cilj je zagotoviti, da ta napredek prispeva k globalni prehranski varnosti z izboljšanjem produktivnosti in trajnosti pridelka ob naraščajočem okoljskem pritisku.