Ученые определили белок, повышающий урожайность риса на 54%

Исследователи из Центра Джона Иннеса в сотрудничестве с Нанкинским сельскохозяйственным университетом создали линии риса с улучшенной способностью регулировать собственный pH. Это позволяет растениям поглощать значительно больше азота, железа и фосфора из почвы и увеличивать урожайность до 54%.

Рис — ключевая культура, которой питается почти 50% населения мира. Он способен расти как на затопленных полях (где в анаэробных условиях преобладает аммоний), так и на более сухих, дренированных почвах (где доступен нитрат). Азотные удобрения — основная статья расходов при выращивании злаков, а их чрезмерное использование негативно влияет на окружающую среду.

Растения поглощают азот из почвы в форме нитрат- или аммоний-ионов. Баланс этих форм критически важен: избыток аммония приводит к защелачиванию клеток, а избыток нитрата — к закислению. Нарушение pH-баланса ухудшает работу ферментов, влияя на здоровье растений и урожай.

У риса есть ген OsNRT2.3, кодирующий белок, участвующий в транспорте нитратов. Этот ген производит два слегка различающихся варианта белка: OsNRT2.3a и OsNRT2.3b. Исследования показали, что OsNRT2.3b способен включать или выключать транспорт нитратов в зависимости от внутреннего pH клетки растения.

При сверхэкспрессии OsNRT2.3b растения риса лучше противостояли изменениям pH в окружающей среде. Это позволило им поглощать значительно больше азота, а также железа и фосфора. Урожай зерна у таких растений увеличился до 54%, а эффективность использования азота — до 40%.

Доктор Тони Миллер: «Теперь, когда мы знаем, что этот конкретный белок может значительно повысить эффективность использования азота и урожайность, мы можем начать создавать новые сорта риса и других культур. Эти результаты приближают нас к производству большего количества пищи в мире с меньшим воздействием на окружающую среду».

Новая технология запатентована компанией PBL и уже лицензирована трем разным компаниям для разработки новых сортов шести различных сельскохозяйственных культур.