Het verbeteren van de opbrengst van rijstkorrels en het verbeteren van hun uiterlijk is een belangrijk uitgangspunt voor de rijstteelt. Nu heeft een groep onderzoekers uit China een genvariant geïdentificeerd die aanwezig is in wilde rijst en die de lengte, breedte en kalkvorming van rijstkorrels regelt. De introductie van deze variant, gl9 genaamd, zou kunnen helpen bij het veredelen van nieuwe rijstvariëteiten met een hoge graanopbrengst en een aantrekkelijk uiterlijk.

Rijst is een hoofdvoedsel voor miljoenen mensen over de hele wereld. Vooruitgang in genetica en veredelingswetenschap heeft de rijstteelt gemoderniseerd, wat heeft geleid tot verbeteringen in het graangewicht, een belangrijke bepalende factor voor zowel de graanopbrengst als de kwaliteit van het uiterlijk van rijst.

Studies die zich richten op kwantitatieve trait loci (QTL) - kleine DNA-gebieden die factoren zoals korrelgrootte, lengte en vorm regelen - hebben een voortrekkersrol gespeeld bij deze vooruitgang. Door gunstige QTL (d.w.z. eigenschappen) te identificeren en deze in verschillende rijstvariëteiten op te nemen, hebben wetenschappers de graanopbrengst kunnen verhogen, wat bijdroeg aan een grotere voedselzekerheid. Het potentieel van gunstige QTL van wilde rijstvariëteiten, die gewoonlijk niet worden geconsumeerd, is echter grotendeels onbenut gebleven.

Een soort wilde rijst genaamd Oryza glumaepatula heeft enige aandacht gekregen omdat het een belangrijke bron van genetische diversiteit is voor de verbetering van rijstcultivars. Daarom ontwikkelde een groep onderzoekers van de South China Agricultural University en Guangdong Laboratory for Lingnan Modern Agriculture een reeks kiemplasmabronnen door O. glumaepatula te kweken met HJX74, een elite reguliere rijstvariëteit.

Hun bevindingen, online beschikbaar gemaakt op 19 juli 2022 en gepubliceerd in The Crop Journal, tonen aan dat gl9, een bepaalde variant van het GS9-gen van O. glumaepatula, bijdraagt ​​aan een hoge graanopbrengst en goede kwaliteit in cultuurrijst.

Prof. Shaokui Wang, de hoofdonderzoeker van het onderzoek, legt uit dat "verschillende wilde rijstvariëteiten goede genetische bronnen hebben die gunstig zouden zijn voor de rijstvariëteiten die we consumeren. Maar deze kunnen vaak niet worden opgenomen omdat wilde rijstsoorten behoorlijk verschillen van de Een van de doelen van ons onderzoek was om deze kloof te overbruggen en de vruchten te plukken van gunstige eigenschappen van wilde rijst."

Het onderzoek was grotendeels opgedeeld in twee fasen. In het eerste deel werden verschillende single-segment substitutielijnen (SSSL's) gegenereerd met O. glumaepatula als de donorouder en HJX74 als de ontvangende ouder. Deze SSSL's, waarin vreemde genen van O. glumaepatula werden geïntegreerd in het genoom van HJX74, werden genetisch geanalyseerd en 12 QTL's die de korrellengte (GL) bepalen, 9 die de korrelbreedte (GW) bepalen en 9 die het korrelgewicht bepalen ( TKW) werden geïdentificeerd. Interessant is dat sommige van deze QTL's werden toegewezen aan een nieuw "allel", d.w.z. een nieuwe genetische variant, gl9 genaamd.

Dit allel was een variant van het GS9-gen, een bekende regulator van korrelvorm en uiterlijk in rijst. Aanvullende vergelijkingen toonden aan dat de SSSL met het gl9-allel langere en slankere korrels had dan de ouder HJX74, en dat hun TKW en graanopbrengst per plant ook hoger waren. Dit gaf aan dat het gl9-allel gunstig was voor het verbeteren van de rijstkwaliteit.

Om het effect van dit allel te bevestigen, werden vervolgens genetisch gemodificeerde rijstvariëteiten gecreëerd door gl9 in HJX74 te introduceren met behulp van genetische hulpmiddelen. Experimentele resultaten toonden aan dat de aanwezigheid van gl9 de lengte en slankheid van rijstkorrels verhoogde en hun kalkvorming verminderde, in vergelijking met gewone HJX74. Aanvullende rijstveredeling door ontwerp toonde aan dat de combinatie van gl9 met eerder in gebruik zijnde genen de kwaliteit van het uiterlijk en de opbrengst van rijstkorrels verder zou kunnen verbeteren.

Samen impliceren deze bevindingen het nut van gl9 als een doelwit-allel voor het verbeteren van de rijstproductie. Prof. Wang zegt dat "in dit tijdperk het voor zowel boeren als regeringen belangrijk is geworden om de voedselproductie te verbeteren. Helaas is het een uitdaging om de rijstopbrengst te verhogen zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit ervan. Onze bevindingen met betrekking tot deze nieuwe allelen zoals gl9 die beide factoren verbeteren zijn daarom van groot belang."

De bevindingen van prof. Wang en haar team over het gl9-allel kunnen leiden tot aanzienlijke vooruitgang in rijstveredelingsprogramma's. Ze bieden een broodnodige stap naar meer voedselzekerheid in de toekomst. + Verder verkennen

Giftig cadmium uit rijst houden, op de genetische manier