Ryż jest podstawową rośliną uprawną dla połowy ludności świata. Nic dziwnego, że zarówno rolnicy, jak i naukowcy robią wszystko, co w ich mocy, by poprawić wydajność istniejących oraz przyszłych upraw. Dobrym rozwiązaniem wydaje się być ryż hybrydowy, który wykazuje wyższą wydajność niż szczepy macierzyste (zjawisko to jest zwane wigorem hybrydowym), choć jest dość kosztowny. Ale aby utrzymać swoje hodowle w wysokiej jakości, rolnicy muszą co sezon kupować nowe nasiona.
Czytaj też: Tak zbierano ryż w starożytnych Chinach. Odkryto niezwykłe narzędzia sprzed 10 000 lat
Jedną z opcji jets rozmnażanie hybryd jako klonów, które pozostałyby identyczne z pokolenia na pokolenie. Wiele dzikich roślin może produkować nasiona, które są klonami samych siebie w procesie zwanym apomiksją.
Prof. Gurdev Khush z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis (UC Davis) mówi:
Kiedy masz już hybrydę i możesz rozmnażać ją poprzez apomiksję, jesteś w stanie sadzić ją co roku.
Hybrydowy ryż nadzieją dla świata
W 2019 r. zespół kierowany przez prof. Venkatesana Sundaresana z UC Davis osiągnął apomiksję w roślinach ryżu, przy czym około 30 proc. nasion było klonami. Naukowcom udało się osiągnąć wydajność klonowania na poziomie 95 proc. i wykazano, że proces ten da się utrzymać przez co najmniej trzy pokolenia.
Aby to się udało, konieczna jest modyfikacja trzech genów znanych jako MiMe, które sprawiają, że roślina przechodzi od mejozy do mitozy (rodzaje podziałów komórkowych). Jedna ze zmian w genie uruchamia apomiksję. W ten sposób powstaje nasiono, z którego może wyrosnąć roślina genetycznie identyczna jak jego rodzic. To sprawia, że nasiona hybrydowe można produkować szybciej i na większą skalę.
Czytaj też: Cudowna roślina, której używali Rzymianie 2000 lat temu wcale nie wyginęła? Zaskakujący trop
Prof. Venkatesan Sundaresan dodaje:
Apomiksja w roślinach uprawnych jest celem światowych badań od ponad 30 lat, ponieważ może sprawić, że produkcja nasion hybrydowych może stać się dostępna dla wszystkich. Wynikający z tego wzrost plonów może pomóc zaspokoić globalne potrzeby rosnącej populacji bez konieczności zwiększania zużycia ziemi, wody i nawozów do niezrównoważonych poziomów.
Ryż jest modelemem genetycznym dla innych upraw zbożowych, w tym kukurydzy i pszenicy, które łącznie stanowią fundamenty żywnościowe dla świata. Więcej o wynikach badań można przeczytać w czasopiśmie Nature Communications.