ارائه برنج دوستدار محیط زیست با افزودن یک ژن منفرد

تیمی از دانشمندان آزمایشگاه ملی پسیفیک نورث‌وست (PNNL) متعلق به وزارت انرژی امریکا، گونه مهندسی‌شده برنجی ارائه داده‌اند که نه تنها گاز متان تولید نمی‌کند بلکه دانه‌های بیشتری دارد.



به گزارش سرویس علمی ایسنا، جمعیت روبه‌رشد دنیا با تجارت مداوم برنج روبروست و از یک طرف، نیاز زمینیان به برنج باید تامین شود و از سوی دیگر کنترل گازهای گلخانه‌ای در اولویت قرار دارد و پرورش برنج، متان زیادی تولید می‌کند.

برنج، غذای نیمی از مردم روی زمین است و بنا بر اعلام سازمان خواروبار جهانی، دومین غله ارزشمند به شمار می‌آید. اما مشکل اینجاست که برنج‌های آسیاب‌نشده (paddy) در خاک‌های گرم و مرطوبشان، میزبان کلونی‌های از میکروب‌ها هستند که از دی‌اکسیدکربن حل‌شده در گل‌ولای تغذیه کرده و آن را به متان تبدیل می‌کنند.

چنین برنج‌های آسیاب‌نشده‌ای فقط یکی از منابع اصلی متان موجود در جو هستند و متان 17 درصد از انتشارات کره زمین را تشکیل می‌دهد. این موضوع حائزاهمیت است زیرا در حالی که متان شایع‌ترین گاز گلخانه‌ای نیست، 20 درصد گرمای بیشتری را در مقایسه با دی‌اکسیدکربن به دام می‌اندازد.

رویکرد دانشمندان حاضر در این تحقیق، گرسنگی‌دادن میکروب‌های دی‌اکسیدکربن از طریق منحرف‌کردن مسیر آن‌ها از برنج آسیاب‌نشده و واردکردن‌شان به درون بخش‌های گیاه برنج است.

در حالت عادی، در طول فتوسنتز، دی‌اکسیدکربن به قند و نشاسته تبدیل می‌شود؛ از این رو هدایت‌کردن دی‌اکسیدکربن بیشتر به دانه‌های برنج آن‌ها را فربه‌تر و از لحاظ غذایی غنی‌تر کرده و کانال‌زنی آن به ساقه‌ها و برگ‌ها، زیست‌توده بیشتری برای سوخت و تغذیه دام‌ها تولید می‌کند.

تیم آزمایشگاه PNNL بر این باور بودند چنانچه بتوانند برنج را مجاب کنند تا بیشتر شبیه حبوبات عمل کند، نه تنها محصول آن افزایش می‌یابد بلکه انتشارات متان نیز کاهش می‌یابد.

مولفه SUgar SIgnaling in BArley 2 یا SUSIBA2 گونه‌ای برنج مهندسی‌شده و حاصل بیش از 10 سال مطالعه دانشمندان امریکایی، سوئدی و چینی و همچنین سه سال مطالعات میدانی در چین است.

به گفته محققان حاضر، این تحقیق یک تیر و دو نشان است زیرا در این روش، برنج آسیاب‌نشده تقریبا در طول رشد، متان تولید نمی‌کنند در حالی که نشاسته و زیست‌توده بیشتری برای استفاده به عنوان سوخت و غذا تولید می‌کند.

گونه برنج جدید با واردکردن نوعی ژن منفرد از جو به برنج معمولی بدست می‌آید. این ژن تنظیم‌کننده والد، چندین نوع ژن دیگر تولید می‌کند و موجب می‌شود گیاه برنج، کربن بیشتری را به دانه‌ها، برگ‌ها و ساقه‌ها (درست مانند جو) هدایت کند.

این امر موجب گرسنه‌ماندن میکروب‌های موجود در خاک برنج آسیاب‌نشده حول ریشه‌های گیاه برنج می‌شود که حین افزایش تولید غله در حالت عادی متان تولید می‌کنند.

تیم علمی به دنبال ادامه بررسی SUSIBA2 و مکانیسم‌های مورد استفاده آن و همچنین کسب اطلاعات بیشتر درباره چگونگی تعامل ریشه‌های برنج با میکروب‌هاست.

جزئیات این تحقیق در مجله Nature ارائه شد.

منبع :