16-09-2005 Chiny

Gen słonolubnego ryżu

Odkryto gen odpowiedzialny za zdolność ryżu do wzrostu w silnie zasolonym środowisku - donosi najnowszy numer "Nature Genetics".

Zasolenie gleb to ogromny problem rolnictwa. Najczęściej jest ono skutkiem wadliwego nawadniania, podczas którego sole wypłukiwane ze skał gromadzą się w glebie.

Rośliny, które mogą rosnąć na zasolonych glebach, muszą posiadać specjalne mechanizmy chroniące komórki przed nadmiernym nagromadzeniem soli. Przy zbyt dużym stężeniu jonów sodu w komórce mamy do czynienia ze wzrostem tzw. ciśnienia osmotycznego, które może doprowadzić do rozsadzenia ściany komórkowej.

Zgodnie z prawami fizyki rośliny pobierają z gleby wodę dzięki różnicy stężeń. Ze środowiska o mniejszym stężeniu soli woda przechodzi do środowiska bogatszego w związki. Zbyt duże stężenie soli w środowisku obniża zdolność komórek do pobierania wody. Kierunek poboru wody w skrajnej sytuacji może się odwrócić. Wówczas roślina, zamiast wodę pobierać, oddaje ją.

Grupa chińskich i amerykańskich naukowców pod kierunkiem HongXuan Lina z Szanghajskiego Instytutu Nauk Biologicznych odkryła, że za zdolność ryżu do wzrostu w zasolonym środowisku odpowiedzialna jest odmiana genu SKC1.

Gen SKC1 koduje białko transportowe dla jonów sodu. Białko to transportuje jony sodowe z pędów i innych części rośliny z powrotem do korzeni, gdzie mogą one być wydalone bądź przetransportowane przez inne białka przekaźnikowe do wakuoli komórkowych (organelle komórkowe ważne dla utrzymania jędrności komórki), dzięki czemu zmniejszane jest ciśnienie osmotyczne, a roślina może swobodnie pobierać wodę z otoczenia.

Naukowcy odkryli, że białko SKC1 kodowane przez gen znajdujący się w słonolubnej odmianie ryżu indica zwanej Nona Bokra jest bardziej aktywne niż białko SKC1 odmiany ryżu japonica zwanej Koshihikari, wrażliwej na zasolenie środowiska.

Badacze następnie porównali sekwencję genów SKC1 pochodzących od tych dwóch różnych odmian ryżu i odkryli, że za różnicę w aktywności białka i jego wydajności w transportowaniu jonów sodu odpowiedzialny jest czteroaminokwasowy fragment, którym różnią się badane białka.

Dzięki odkryciu możliwe będzie skonstruowanie genetycznie modyfikowanych odmian ryżu przeznaczonych do uprawy na zasolonych glebach.

Obecnie w Chinach prowadzi się badania nad ponad 250 gatunkami genetycznie modyfikowanych roślin, zwierząt i mikroorganizmów.

Opracowano na podstawie: PAP