Блог

Jul 29, 2023

Мульти

5 июня 2023 г. Эта статья

5 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Университет науки и технологий имени короля Абдаллы

Известно, что пигментированный рис гораздо более питателен, чем белый рис, и может стать важным ресурсом для улучшения здоровья человека и борьбы с недоеданием. Однако для того, чтобы эти сорта, в том числе черный, коричневый и красный, получили широкое распространение среди фермеров, необходимо улучшить урожайность и агрономические характеристики.

Международная группа под руководством Магди Махфуз и Халида Седика из KAUST показала, что черному рису можно придать желательные агрономические характеристики — более короткую длину стебля и ранний срок созревания.

Их исследование опубликовано в журнале Nature Food.

Седик, постдок в лаборатории Махфуза, говорит, что первым шагом на пути к этим улучшениям стал сбор всеобъемлющей геномной информации.

«Несмотря на то, что геномы нескольких сортов риса японского и индики собраны, полные последовательности генома доступны только для нескольких пигментированных сортов», — говорит он.

Исследователи выбрали три сорта черного и два сорта красного риса для полногеномного секвенирования. Чтобы обнаружить дальнейшие генетические вариации, они секвенировали еще 46 сортов.

«Следующим шагом стал анализ состава этих сортов, чтобы выявить сорта с более высокой питательной ценностью как кандидатов на улучшение», — говорит Седик. Для этого исследователи проверили 63 сорта черного, красного и коричневого риса, причем черный рис показал лучшее содержание питательных веществ по широкому спектру соединений, включая углеводы, аминокислоты, вторичные метаболиты, липиды, пептиды и витамины.

Пигментированный рис (особенно черный) также богат незаменимыми микроэлементами, в том числе железом, цинком, медью, марганцем и селеном. В частности, черный индонезийский рис Чемпо Иренг (самый богатый рис железом и самый богатый генотип черного риса цинком) может обеспечить ежедневную потребность в этих необходимых элементах.

Исследователи использовали эти профили питательных веществ и ионов металлов, чтобы идентифицировать несколько богатых питательными веществами сортов с более высоким уровнем антиоксидантов и других полезных соединений и элементов, которые, вероятно, можно было бы улучшить.

Одним из них был Семпо Иренг. Однако, несмотря на устойчивость к вредителям и болезням, фермеры неохотно выращивают Семпо Иренг из-за его длинного стебля и пятимесячного жизненного цикла. Седик установил систему регенерации и трансформации в Семпо Иренг, а затем использовал CRISPR/Cas 9, чтобы вывести из строя три репрессора времени цветения, в результате чего получился сорт с более коротким и ранним сроком созревания.

Улучшенные агрономические характеристики пигментированных сортов риса могут сделать их более подходящими для выращивания и включения в пищевую цепочку. Однако, отмечает Махфуз, необходимо провести дополнительную работу, чтобы определить, могут ли эти искусственно созданные характеристики сосуществовать с другими важными характеристиками, такими как урожайность, в пигментированном рисе.

«Тем не менее, — говорит он, — это исследование предоставляет биоинженерам и селекционерам важные ресурсы для дальнейшего улучшения пигментированного риса и использования его потенциальной пользы для здоровья человека».

Махфуз и его команда теперь планируют улучшить местный сорт красного риса, известный как рис Хасави. Этот конкретный сорт риса, произрастающий в Саудовской Аравии, имеет огромное культурное и экономическое значение в регионе. Используя технологию CRISPR, группа стремится повысить продуктивность и другие ключевые характеристики риса Хасави, чтобы удовлетворить уникальные потребности местного саудовского рынка.