Biolodzy molekularni ze Stanów Zjednoczonych stworzyli nową odmianę ryżu, która może produkować nasiona bez udziału drugiej rośliny, faktycznie kopiującej się. Perspektywy wykorzystania takich „klonów” zostały opisane w czasopiśmie Nature.
Dziś wśród naukowców nie ma jednoznacznego pojęcia, kiedy i gdzie miało miejsce udomowienie ryżu. Badania genetyczne pokazują, że ryż został „oswojony” przez starożytnych mieszkańców Azji Południowo-Wschodniej lub południowych Chin około 9-13 tysięcy lat temu, ale pierwsze jednoznaczne archeologiczne dowody jego istnienia pochodzą z dużo późniejszej epoki, 4,5-4 tysięcy lat temu.
Przez cały ten czas rolnicy, a potem hodowcy marzyli o wyhodowaniu ryżu, który nie potrzebowałby roślin męskich i żeńskich do rozmnażania. To jednocześnie uniezależniłoby go od zapylaczy i pozwoliłoby na stworzenie „stabilnych” odmian tego zboża, których właściwości nasion nie zależałyby od cech nieznanego „partnera” rozmnażania.
Co ciekawe, wiele dzikich roślin ma podobną właściwość, którą naukowcy nazywają apogamogonią. Z drugiej strony żadna inna roślina uprawna nie ma takiej jakości, co zmusza hodowców do wirtualnego odtwarzania hybrydowych odmian pszenicy, pomidora, ryżu i innych roślin w każdym sezonie.
Sudaresan i jego koledzy byli w stanie po raz pierwszy zrealizować to marzenie, badając działanie różnych genów w pyłku „męskim” i zalążku „żeńskim”. Interesowały ich te części DNA, które są aktywne tylko w jednym z typów komórek rozrodczych roślin, a także funkcje, które pełnią.
Włączając i wyłączając te geny, naukowcy odkryli, że jeden z tych regionów, „męski” gen BBM1, pełnił rolę pewnego rodzaju „wyzwalacza”, który uruchamia program rozwoju zalążka w pełnoprawny zarodek ryżu.
Kierując się tym pomysłem, naukowcy zmodyfikowali DNA jednej z popularnych odmian ryżu w taki sposób, że BBM1 znalazł się nie tylko w męskich, ale także żeńskich komórkach rozrodczych. Dodatkowo naukowcy zmienili swój genom w taki sposób, że powstanie pyłku i zalążka nie doprowadziło do zmniejszenia o połowę liczby zawartych w nich chromosomów.
Pozwoliło to takim komórkom na samodzielną transformację w pełnoprawny zarodek bez konieczności zapłodnienia innym typem gamet. Jednocześnie, co ciekawe, ryż nie stracił zdolności rozmnażania płciowego. Dał zdrowe potomstwo, jeśli pyłek zdążył zapłodnić zalążek, zanim zmienił się w kolejny „klon”.
Film promocyjny:
Porównanie DNA różnych generacji roślin wykazało, że ich genomy były całkowicie identyczne w 30% przypadków. W najbliższej przyszłości biolodzy planują zwiększyć tę liczbę do 100% i znaleźć sposób na wytworzenie „klonów” z bielma, miazgi zbożowej bez pyłku.