Получать значительно больше риса с прежних посевных площадей в будущем может стать возможным благодаря генетическим технологиям. Международная группа исследователей сумела перенести в ДНК этой культуры пять генов кукурузы, участвующих в более эффективном использовании солнечной энергии. Результаты работы опубликованы в научном журнале Nature Plants.
Главное отличие двух злаков заключается в механизме фотосинтеза. Рис относится к растениям типа C3, тогда как кукуруза использует систему C4, позволяющую эффективнее концентрировать углекислый газ для его последующего усвоения. Ученые давно пытаются передать сельскохозяйственным культурам преимущества такого механизма, но объединить необходимые генетические компоненты в одном растении до сих пор не удавалось.
Специалисты из Европы и Австралии нашли способ преодолеть это ограничение. Сначала они изменили один из генов кукурузы – ZmNADP-ME – и внедрили его в экспериментальный рис. Затем полученное растение скрестили с другой генетически модифицированной линией, уже содержавшей четыре дополнительных гена.
Лабораторные исследования подтвердили, что новые растения способны задействовать перенесенную биохимическую цепочку. В их клетках зафиксировали преобразование углекислого газа в четырехуглеродное соединение, характерное для C4-фотосинтеза.
Однако до появления высокоурожайных сортов еще далеко. Активность внедренной системы пока в несколько раз уступает аналогичному процессу у кукурузы. Кроме того, ученым предстоит добиться эффективной работы нового механизма в клетках риса и проверить его влияние на развитие растений и формирование зерна.
По оценкам исследователей, полноценное внедрение C4-фотосинтеза потенциально способно увеличить урожайность риса на 50% и более. Пока это научный прогноз, а не результат полевых испытаний.
Если дальнейшие эксперименты окажутся успешными, технология может стать важным инструментом повышения продуктивности одной из основных продовольственных культур мира без пропорционального расширения сельскохозяйственных площадей.
