Back to top

Egyetlen gén 40 százalékkal növelte a terméshozamot

Azzal, hogy egy kínai rizsfajta egyik génjét még egyszer hozzáadták a növényhez, a kutatóknak 40 százalékkal sikerült növelniük a terméshozamát. A változtatás következtében a növény több műtrágyát képes hasznosítani, fokozza a fotoszintézisét és előbbre hozza a virágzást. Ezek mind hozzájárulnak a terméshozam növeléséhez.

Illusztráció
Illusztráció
A terméshozam növekedése, melyet egyetlen, többféle folyamatot befolyásoló génnel sikerült előidézni, "igazán lenyűgöző" - mondja Matthew Paul, a Rothamsted Research növénygenetikusa, aki nem vett részt a munkában. "Nem hiszem, hogy valaha is láttam volna ehhez hasonlót". Hozzáteszi, hogy a megközelítést más növényeken is ki lehetne próbálni; az új tanulmány ugyanis búzán végzett előzetes vizsgálatokról is beszámol – írja a Science.

Egy növény terméshozama igencsak összetett, mivel számos gén kölcsönhatása befolyásolja a termelékenységét. A biotechnológiával foglalkozó szakemberek évek óta keresik azokat a géneket, amelyek növelik a terméshozamot, de eddig nem sok sikerrel.

Az utóbbi években olyan génekre irányult át a figyelem, amelyek más géneket, és így több fiziológiai folyamatot szabályoznak: például a tápanyagok felvételét a talajból, a fotoszintézis ütemezését és az tápanyag szállítását a levelekből a termésbe.

Egy ilyen szabályozó gén módosítása a kukoricában 10 százalékkal magasabb terméshozamot eredményezett - ez jelentős nyereség a hagyományos növénynemesítéssel elért évi 1 százalékos növekedéshez képest.

A Kínai Mezőgazdasági Tudományos Akadémia (CAAS) növénybiológusa, Wenbin Zhou vezette kutatócsoport 118 rizs és kukorica szabályozó gént vizsgált át. Olyan transzkripciós faktoroknak nevezett fehérjéket kódoló géneket kerestek, melyek a korábbi kutatások alapján valószínűleg fontos szerepet játszanak a fotoszintézisben. Zhou kutatócsoportja arra kereste a választ, hogy az alacsony nitrogéntartalmú talajon termesztett rizsben aktiválódik-e valamelyik gén, ami fokozza a növény tápanyagfelvételét. Az ilyen gének aktivitásának növelése a normál talajon termesztett növényeknél serkentheti a nitrogénfelvételt, és így nőhet a terméshozam is.

A kutatócsoport 13 olyan gént talált, amelyek bekapcsolódtak, amikor a rizs növényeket nitrogénszegény talajban termesztették;

öt gén négyszeres vagy annál nagyobb mértékben növelte a nitrogénfelvételt. Az egyik, OsDREB1C (Dehydration-Responsive Element-Binding Protein 1C - "kiszáradásra-válaszadó ásványianyag-kötő fehérje 1C") nevű gén extra példányát beillesztették a kutatáshoz használt Nipponbare nevű rizsfajtába. A kísérletben használt többi növény közül pedig néhányból kivették ezt a gént. Shaobo Wei és Xia Li (CAAS) üvegházi kísérletei azt mutatták, hogy az OsDREB1C nélküli növények kevésbé fejlődtek jól, mint a kontrollnövények, míg extra génnel rendelkezők gyorsabban nőttek már fiatalabb korban is, és hosszabb gyökérzetet fejlesztettek.

Ennek egyik oka a jó tápanyagellátás volt: izotópos nyomjelzőkkel kimutatták, hogy az extra OsDREB1C génnel rendelkező növények a gyökereiken keresztül több nitrogént vettek fel, és többet szállítottak a hajtásokba. A módosított növények fotoszintézise is hatékonyabb volt: leveleikben körülbelül egyharmaddal több kloroplasztisz - a fotoszintézist végző növényi sejt, mely többek közt klorofillt és karotinoidokat tartalmaz - volt, és nagyjából 38 százalékkal többet tartalmaztak a fotoszintézis egyik kulcsenziméből, a RuBisCO-ból.

A 2-3 éven át szántóföldre ültetett, dupla OsDREB1C génnel ellátott rizs magasabb terméshozamot produkált három kínai helyszínen, amelyek éghajlata a mérsékelt éghajlattól a trópusiig terjedt.

Emellett a kutatók egy olyan magas terméshozamú rizsfajtába is beültették az extra gént, amelyet a gazdák gyakran vetnek. Ez a módosított modern rizs parcellánként akár 40 százalékkal több termést hozott, mint a kontroll növények - jelentették a kutatók. "Ez nagy szám" - mondja Pam Ronald, a Kaliforniai Egyetem (Davis) rizsre szakosodott genetikusa. "Elképesztő."

Akárcsak az üvegházi kísérletekben, a módosított növények a szántóföldön is nagyobb és több szemet produkáltak. "Amit tettek, az az, hogy fogtak egy nagyon jó (rizsfajtát), és megmutatták, hogy jobbá tudják tenni" - mondja Steve Long, az Urbana-Champaign-i Illinois Egyetem növényélettannal foglalkozó tudósa, aki hozzáteszi, hogy az eredmény "sokkal meggyőzőbb", mintha egy kísérleti fajtán javítottak volna.

Illusztráció
Illusztráció
Fotó: pixabay.com

A módosított növények ráadásul hamarabb virágoztak, így több időt tudtak a termés előállítására fordítani.

A korábbi virágzás a környezettől függően más előnyökkel is járhat, például lehetővé teszi a gazdák számára, hogy többet termeljenek egy szezonban, vagy hogy a káros nyári hőség beállta előtt betakarítsák a termést.

Azonban meg kell jegyezni, hogy bár a szerkesztett Nipponbare akár 19 nappal is korábban virágzott, a másik, a gazdák körében népszerű rizsfajtánál mindössze 2 nappal indult korábban a virágzás.

A szélesebb körű lehetőségek demonstrálására a kutatócsoport a rizs OsDREB1C génjét egy kísérleti búzafajtához adta hozzá, és ugyanazt az eredményt tapasztalták. Az OsDREB1C és hasonló gének nemcsak a rizsben, búzában és más fűfélékben, hanem a kétszikűekben is jelen vannak.

A lúdfű (Arabidopsis)
A lúdfű (Arabidopsis)
Fotó: Wikimedia Commons
A kutatók hasonló eredményeket fedeztek fel, ha a gyakran vizsgált Arabidopsis (lúdfű) nevű keresztesvirágúhoz adtak hozzá egy extra példányt ebből a génből. Ez alapján úgy gondolják,

ez a gén a növényvilágban mindenhol ugyanazt a szerepet tölti be, tehát bármelyik termesztésbe vont növénynél működhet ez a módosítás.

Az olyan transzgenikus növények, mint a Zhou csapata által előállított rizs, egyes fogyasztók számára elfogadhatatlanok. Zhou és kollégái szerint azonban ugyanezt a termésnövelést el lehetne érni a növény saját génjeinek szerkesztésével, ami több országban megengedett, ellentétben a génmódosítással. Egy másik előnye, hogy a növények nitrogénfelvételének hatékonyságának növelésével kevesebb műtrágya mosódna ki a szántóföldekről, ezzel pedig csökkenteni lehetne az élővizek szennyezését - mondja Ronald. A jobb fotoszintézis pedig létfontosságú lesz a globális élelmiszerellátás bővítéséhez, jegyzi meg Steven Kelly, az Oxfordi Egyetem munkatársa egy kommentárban. "Hatalmas ugrásokat érhetünk el, ha megvan a megfelelő transzkripciós faktor" - mondja Long. "Biztos vagyok benne, hogy lesz még több is."

Forrás: 
Science

Népszerű agrárszaklapok

Ezeket olvasta már?

A biotermékek piacának bővülése várható

A harmincharmadik BioFach Nemzetközi Bioélelmiszer- és Biotermék-szakkiállítást rendhagyó módon nyáron tartották. A négynapos nürnbergi rendezvényen az Agrármartketing Centrum által szervezett magyar közösségi standnak tizenegy kiállítója volt. Az AMC a július 26–29. között tartott eseményen mutatta be a nagyközönségnek saját élelmiszeripari exportfejlesztő programját, a Hungarian Food Business Programot.

Takarmányozás, hőstressz, bionyúl - Antibiotikum nélkül lesz-e nyúltenyésztés?

A nyúltenyésztési világkongresszus Termelés és gazdaságosság szekciójában elsősorban a gyakorlati munkát segítő előadások hangzottak el. Ugyanakkor nehéz lenne megmondani, hogy például a takarmánykorlátozással kapcsolatos eredmények és tapasztalatok közül melyik miért került a takarmányozási szekcióba.

Óvatosan szerződtek a gazdálkodók

A szaktárca a közleményben azt írta, hogy a gazdálkodókat több korábban megalkotott jogszabály is segíti az olyan helyzetekben, mint az idei – sokak szerint száz éve nem látott – szárazság. A jogszabályok közül a gabonapiaci szerződésekben vállalt kötelezettségek alóli teljes vagy részleges mentesülés szabályaira hívta fel a gazdálkodók figyelmét a minisztérium.

„Nincs kérdés. Öntözni kell.”

„Az öntözés fejlesztésben érdekelt földhasználók az egész országban hamar átláthatják, hogy érdemes egy egységbe tömörülni és egy projektben gondolkodni. Indulásunkkor az érdekeket nem volt nehéz egy irányba rendezni” – hangsúlyozza Sasvári Gábor, a Matyó Agrártermelő Zrt. vezérigazgatója, elárulva, hogy a Matyó Öntözési Közösségben a felszíni vizek mezőgazdasági felhasználását tűzték ki célul.

A Csaba gyöngye eredete

A Csaba gyöngye mind a mai napig a világ legkorábban érő csemegeszőlő-fajtája. Ez az értékes tulajdonsága termesztési és nemesítési szempontból is nagyon jelentős. Kiemelkedően fontos szerepet játszott a magyar és a világ szőlőnemesítésében, eredete sokáig vita tárgya volt.

Először alkottak tudósok "szintetikus embriót"

Az izraeli Weizmann Kutatóintézet munkatársai azt találták, hogy egérőssejteket "rá lehet venni" arra, hogy embriószerű struktúrává szerveződjenek, melyben bélszakasz, agykezdemények és dobogó szív található - írta a The Guardian online kiadása a Cell tudományos lapban megjelent tanulmány alapján.

A húsalternatívák jót tesznek a környezetnek, miközben munkahelyeket veszélyeztetnek

A marhahús növényi alapú alternatívái hozzájárulhatnak a szén-dioxid-kibocsátás csökkentéséhez, de népszerűségük növekedése befolyással van a mezőgazdasági munkaerőforrásokra, és az Egyesült Államokban több mint 1,5 millió munkahelyet fenyegethet az ágazatban - derül ki egy új gazdasági modellekből.

Hatezer éve is népszerű volt a dinnye, de nem a húsát fogyasztották

A legrégibb dokumentált dinnyeféle magjai 6000 évesek, és egy neolitikum kori ásatásról kerültek elő Líbiában. Susanne S. Renner, a Washingtoni Egyetem biológusa különös dolgokat tárt fel ezekkel a magokkal kapcsolatban, amiről a Molecular Biology and Ecolution című lapban számolt be.

400 éves élesztőgomba maradványból feltámasztott ecuadori sör

Egy régi tölgyfahordóban Javier Carvajal ecuadori biomérnök megtalálta szerencsehozó gombáját: egy 400 éves élesztőgombát, amelyet azóta sikerült feltámasztania és felhasználnia a vélhetően Latin-Amerika legrégebbi sörének reprodukálására.

Kimagasló termőképességű hibridek a Bábolnai Gazdanapokon

Négy legújabb kukorica-hibridjét mutatja be a Limagrain a Bábolnai Gazdanapok szántóföldi kísérletében szeptember 8-10-én. A vetőmagok genetikai tulajdonságaiknak és a professzionális nemesítési munkának köszönhetően kiemelkedő termőképességet és nagyfokú termésbiztonságot ígérnek.