Генетически модифицированный рис с фиолетовым эндоспермом богат антиоксидантами

Китайские исследователи разработали метод генной инженерии, способный доставлять множество генов одновременно, и использовали его для производства в эндосперме риса (ткани семени, питающей зародыш) высоких уровней пигментов антоцианов, повышающих антиоксидантную активность. Полученный рис с фиолетовым эндоспермом может снижать риск некоторых видов рака, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета и других хронических расстройств. Работа опубликована 27 июня в журнале Molecular Plant.

Для этого была создана высокоэффективная и простая в использовании система сборки трансгенов TransGene Stacking II, позволяющая собирать большое количество генов в единые векторы для трансформации растений.

До сих пор методы генной инженерии использовались для создания риса, обогащенного бета-каротином и фолатом, но не антоцианами. Хотя эти полезные соединения естественно abundant в некоторых черных и красных сортах риса, они отсутствуют в шлифованном зерне, так как удаляются шелуха, отруби и зародыш, остается только эндосперм.

Предыдущие попытки создать производство антоцианов в рисе проваливались из-за сложности пути биосинтеза и трудностей с эффективным переносом многих генов.

Чтобы решить эту проблему, ученые сначала определили гены, необходимые для создания производства антоцианов в эндосперме риса. Они проанализировали последовательности генов пути антоцианов в разных сортах и выявили дефектные гены в субспециях japonica и indica, которые не производят антоцианы.

На основе этого анализа была разработана стратегия сборки трансгенов для экспрессии восьми генов пути синтеза антоцианов специфично в эндосперме сортов japonica и indica. Полученный рис с фиолетовым эндоспермом показал высокий уровень антоцианов и антиоксидантной активности в эндосперме. Это первая демонстрация инженерии столь сложного метаболического пути в растениях.

В будущем эта векторная система может использоваться для создания растительных биореакторов для производства многих других важных нутриентов и лекарственных компонентов. Исследователи планируют оценить безопасность фиолетового риса как биофортифицированного продукта, а также попытаются создать биосинтез антоцианов в других культурах для получения большего количества злаков с фиолетовым эндоспермом.