Поскольку количество риса должно было помочь накормить увеличения мирового населения, последствия связанного с засухой сокращения урожая становятся более серьезными. Ученые RIKEN и их сотрудники занялись этой проблемой, развивая трансгенные напряжения риса, которые являются более стойкими к засухе.Обычно, заводы приспосабливаются к связанному с засухой напряжению, производя osmoprotectants – молекулы как разрешимый сахар, что помощь препятствует тому, чтобы вода оставила клетки.
Синтаза Galactinol (GolS) является ферментом, должен был произвести один этот важный сахар, названный galactinol. В предыдущей работе ученые RIKEN показали, что заводы Arabidopsis выражают ген AtGolS2 в ответ на напряжение солености и засуху.«Ген Arabidopsis GolS2 был сначала отождествлен с фундаментальным исследованием в RIKEN», объясняет ученый RIKEN Фуминори Такааси. «Используя его, мы смогли улучшить сопротивление связанному с засухой напряжению и увеличили урожай зерна риса в сухих полевых условиях.
Это – один из лучших образцовых случаев, в которых знание фундаментального исследования было успешно применено к исследованию разрешения связанной с едой проблемы».Для этого исследования они создали несколько линий трансгенного бразильского и африканского риса, которые сверхвыражают этот ген, и с их CIAT и сотрудниками JIRCAS, проверенными, как хорошо рис вырос в различных условиях за различные годы.
Результаты были очень перспективны. Во-первых, они вырастили различные рисовые линии в условиях оранжереи и показали, что измененный бразильский и африканский рис действительно показывал более высокие уровни galactinol, чем неизмененный рис контроля. Затем, они проверили терпимость к засухе в период роста рассады, потому что этот период часто накладывается с сезонной засухой. Чтобы точно управлять этой частью эксперимента, она проводилась в убежище вымывания дождем, которое позволило им искусственно создавать подобные засухе условия.
После трех недель измененные напряжения стали более высокими и показали меньше вращения листа, распространенный ответ на напряжение засухи.Терпимость засухи была затем подтверждена на репродуктивной стадии в трех полевых испытаниях вымывания дождем в Колумбии.
Эти испытания были в течение различных сезонов и различных местоположений. Тем не менее, трансгенные линии и в разновидностях риса показали более высокий урожай, большую биомассу, более низкое вращение листа и в большее изобилие, чем неизмененный рис.
Более близкая экспертиза показала, что пять из самых многообещающих напряжений имели большее относительное содержание воды во время условий засухи, и также использовали более легкий для фотосинтеза и содержали больше хлорофилла.Наконец, они проверили трансгенный рис за трехлетний период в различных окружающих средах. Снова, несколько из трансгенных напряжений показали более высокий урожай зерна под умеренной и серьезной естественной засухой.
Когда мы могли бы видеть этот полезный рис на рынке? Согласно Takahashi, самый большой барьер для коммерческой доступности – то, что они использовали генетически модифицированную (GM) технологию, чтобы произвести трансгенный рис GolS2. «Теперь, мы начали наш следующий совместный проект, в котором мы произведем полезный рис без технологии GM.
Могло бы потребоваться 5-10 лет, чтобы достигнуть нашей цели, но мы должны продолжать устремляться вперед, потому что засуха и изменение климата могли бы ухудшиться в будущем».