Manipulacje genetyczne zwiększą plony zbóż?

| Nauki przyrodnicze
mr.bologna, CC

Aż 40% potencjalnie ornej ziemi jest zanieczyszczona glinem tak bardzo, że w znacznym stopniu uniemożliwia to uprawę zbóż. Glin jest bowiem toksyczny dla ich korzeni. Naukowcy z Cornell University poinformowali właśnie o znalezieniu rozwiązania tego problemu. Odkryli oni w ryżu gen, który wraz z proteiną za której ekspresję jest odpowiedzialny, decyduje o tolerancji na glin.

To właśnie ryż najlepiej ze wszystkich zbóż znosi obecność glinu. W glebach zakwaszonych występuje jon Al3+, który jest wysoce toksyczny dla korzeni roślin i znacząco zmniejsza uprawy. Uczeni z Cornell opisali w PNAS, w jaki sposób gen NRAT1 dokonuje ekspresji białka, które odpowiada za transport glinu ze ścian komórkowych korzeni do samych komórek, gdzie trafia do wakuoli i nie czyni roślinie krzywdy.

Badania te otwierają drogę do wykorzystania NRAT1 w celu poprawienia tolerancji glinu przez ryż i inne zboża - mówi profesor Leon Kochian.

Naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie NRAT1 pozyskanego z 24 różnych genetycznie linii ryżu. Niektóre gatunki były wrażliwe na glin, inne dobrze go tolerowały. Dzięki temu możliwe było zidentyfikowanie takich wersji NRAT1, które zwiększały tolerancję na toksyczny pierwiastek.

Dzięki porównaniu różnych rodzajów NRAT1 udało się zidentyfikować niewielką kluczową zmianę w sekwencji zasad purynowych, która decydowała o stopniu tolerancji glinu.

Następnie uczeni wprowadzili do genomu rzodkiewnika obie formy NRAT1. Zarówno tę, zwiększającą tolerancję na glin, jak i tę, która w niewielkim stopniu pomagała roślinie zmagać się z tym pierwiastkiem. Okazało się, że w obu przypadkach rzodkiewnik zyskał tolerancję na glin w glebie, jednak tam, gdzie wprowadzono bardziej aktywną formę NRAT1, zysk na tolerancji był znacznie większy.

Potencjalnie możemy w ten sposób znacząco zwiększyć tolerancję roślin na zakwaszenie gleby. Niewykluczone, że niektóre rośliny uprawne posiadają odpowiednie geny NRAT1, jednak geny te nie wykazują zbyt dużej aktywności. Być może znajdziemy sposób, by „włączyć” te geny lub też wykorzystamy biotechnologię, do wprowadzenia genu NRAT1 z ryżu do innych gatunków roślin - mówi Kochian.

Autor:

Źródło: PhysOrg

NRAT1 glin zakwaszenie gleby zboże uprawa plon