بر اساس سازمان غذا و کشاورزی، برنج سومین محصول عمده ی جهان پس از گندم و ذرت می باشد. برنج از مواد غذایی ضروری در جهان به شمار می رود و با افزایش تقاضا و خطر جدی تغییرات آب وهوایی، آسیب پذیری تولید برنج نسبت به خشکسالی به نگرانی و دغدغه ی مهمی تبدیل شده است. مرکز علوم منابع پایدار RIKEN به توسعه ی گونه های ترانهاده ای از برنج روی آورده که شامل ژنی از علف های هرز شاهی تاله (آرابیدوپسیس تالیانا) به منظور مقاوم سازی آنها در برابر خشکسالی است. با ما در بهترین ها در زمین همراه باشید.
دانشمندان مرکز ادعا کرده که این گیاهان قادر به تطبیق شرایط خود با خشکسالی به شیوه ی تولید مواد شیمیایی با نام حفاظت کننده های اسمزی (Osmoprotectants) هستند. با افزایش غلظت محافظ های درون سلول ها، آنها آب را بهتر حفظ کنند.
عامل کلیدی تولید یک قند محافظ که گالاکتینول نامیده می شود، آنزیم گاالکتینول سنتاز (GoIS) است. دانشمندان مرکز RIKEN با همکاری مرکز بین المللی کشاورزی گرمسیری (CIAT) در کلمبیا و مرکز تحقیقات بین المللی ژاپنی علوم کشاورزی (JIRCAS)، قابلیت تولید GoIS در برنج را با پیوند در یک ژن از علف های هرز شاهی تاله مقاوم در برابر خشکسالی و آب نمک، معرفی کرده اند.
فومینوری تاکاهاشی، از دانشمندان این پروژه گفته است: «ژن آرابیدوپسیس GolS2 در ابتدا در تحقیقات اولیه ی RIKEN معرفی شد. با استفاده از آن، ما قادر به بهبود مقاومت نسبت به تنش های مرتبط با خشکسالی بوده و توانستیم بازده ی محصول برنج را در شرایط خشکی افزایش دهیم.»
برای تولید گونه های جدید، این گروه کار خود را با برنج برزیلی و آفریقایی شروع کرده و از طریق پیوند ژن، این گونه های برنج را با ژن GoIS2 دستکاری ژنی کردند. سپس آنها برنج جدید را در گلخانه ها تحت شرایط کنترل شده ی مختلف رشد داده و آنزیم های تولید شده با گیاهان ترانهاده را مورد آزمایش قرار دادند.
سپس این گروه گیاهان ترانهاده را تحت شرایط خشکسالی مشابه نیز آزمایش کرده و به این نتیجه دست یافتند که برنج اصلاح شده، لوله ای شدن کمتری را در پی دارد – نشانه ای از فشار خشکسالی. درنهایت، گیاهان تست شده طی یک دوره ی سه ساله در کلمبیا مورد بررسی های بیشتر قرار گرفتند. در هر شرایط، بازده ی محصول برنج اصلاح شده بیشتر بوده، میزان لوله شدگی محصول کمتر بوده، زیست توده ی بیشتری حاصل شده، باروری بیشتری کسب شده، محتوای آبی مناسبی استفاده شده، و سطح کلروفیل محصول نیز بیشتر بوده است.
این پژوهش در Plant Biotechnology Journal منتشر شده است.
