Транспорт микроэлементов в рисе стал эффективнее

Исследователи из ETH Zurich генетически модифицировали ключевой сорт риса, сделав его очень эффективным в обогащении зерен железом и цинком.

Команда под руководством Наврит Бхуллар из Института молекулярной биологии растений ETH Zurich модифицировала один из наиболее широко выращиваемых сортов риса. Преимущество новой линии в том, что растения лучше мобилизуют клеточные запасы цинка и железа и откладывают их в белой части рисового зерна (эндосперме). Это означает, что микроэлементы транспортируются и концентрируются именно там. Исследователи ETH первыми изучили этот аспект клеточных транспортных механизмов железа и цинка для обогащения риса.

Для достижения этого обогащения команда Бхуллар внедрила в растения риса генетическую конструкцию, экспрессирующую комбинацию из трех дополнительных генов:

• Один ген облегчает мобилизацию железа, хранящегося в вакуолях растения.
• Другой кодирует белок хранения железа Ферритин.
• Третий способствует эффективному поглощению железа и цинка корнями.

В прошлом году та же команда исследователей доказала концепцию, объединив три питательно значимых признака в одной рисовой линии: одновременное увеличение содержания железа, цинка и β-каротина в зернах.

Достигнуты высокие уровни микроэлементов

Согласно рекомендациям Консультативной группы по международным сельскохозяйственным исследованиям (CGIAR), для обеспечения 30% расчетной средней потребности (EAR) в рационе необходимо содержание 15 мкг/г сухого веса (DW) железа и 28 мкг/г DW цинка в шлифованных зернах.

В новой работе исследователи ETH создали линии риса с увеличением железа, составляющим более 90% от рекомендуемого содержания, и до 170% от рекомендуемого содержания для цинка в рисовых зернах.

Пока эти растения тестировались только в лабораторных и тепличных условиях. Предстоит проверить, будут ли они показывать аналогичные результаты в полевых условиях. Новые линии планируется испытать в полевых экспериментах в ближайшем будущем.

Устойчивая цель для обогащения питательными веществами

Рис является основным продуктом питания для половины населения планеты. Обычно в пищу употребляются только шлифованные зерна. К сожалению, в наиболее широко выращиваемых сортах риса зерна содержат лишь небольшую долю или полностью лишены многих жизненно важных питательных веществ. В большинстве коммерчески выведенных сортов риса эндосперм содержит всего около 2 мкг/г железа. Это объясняет, почему дефицит микроэлементов распространен в странах, где рис составляет значительную долю ежедневных калорий.

Почти 1,6 миллиарда человек в мире страдают от анемии, в которую железодефицитная анемия вносит значительный вклад. Дефицит цинка, как сообщается, также затрагивает треть населения мира. Дефицит железа может привести, среди прочего, к анемии, а дефицит цинка — к ослаблению иммунной системы. Поэтому биофортификация риса является устойчивым подходом к улучшению здоровья пострадавшего населения во всем мире.