Μια διεθνής ομάδα ερευνητών ήταν σε θέση να επιτύχει πολλαπλασιασμό ενός υβριδικού είδους ρυζιού ως κλώνου μέσω σπόρων με 95% αποτελεσματικότητα/ αποδοτικότητα: Αυτό θα μπορούσε να μειώσει το κόστος του υβριδικού σπόρου ρυζιού, οδηγώντας σε υψηλής απόδοσης, ανθεκτικούς τύπους ρυζιού, διαθέσιμους σε αγρότες με χαμηλά εισοδήματα ανά τον κόσμο.
Η σχετική έρευνα δημοσιεύτηκε στις 27 Δεκεμβρίου στο Nature Communications. Όπως αναφέρεται σε ανακοίνωση του University of California, Davis (UC Davis), τα πρώτης γενεάς υβρίδια φυτών που καλλιεργούνται για τροφή συχνά επιδεικνύουν υψηλότερες επιδόσεις από τους «μητρικούς» τύπους- ένα φαινόμενο που αποκαλείται «υβριδικό σθένος» ή «υβριδική ευρωστία». Ωστόσο αυτό δεν συνεχίζεται εάν τα υβρίδια καλλιεργούνται μαζί για δεύτερη γενιά. Οπότε όταν οι αγρότες θέλουν να χρησιμοποιούν υψηλών επιδόσεων υβριδικές ποικιλίες, πρέπει να αγοράζουν νέους σπόρους κάθε νέα σεζόν.
Το ρύζι, που ήδη αποτελεί βασική καλλιέργεια για περίπου τον μισό πληθυσμό της Γης, είναι σχετικά ακριβό στην αναπαραγωγή του ως υβρίδιο για μια βελτίωση απόδοσης της τάξης του 10%. Αυτό σημαίνει ότι τα οφέλη των υβριδίων του ρυζιού δεν έχουν φτάσει ακόμα σε πολλούς από τους αγρότες του πλανήτη, όπως επισημαίνει ο Γκουρντέβ Χους: Έχοντας εργαστεί στο International Rice Research Institute από το 1967 μέχρι το 2002, που πήγε στο UC Davis, έχει ηγηθεί προσπαθειών για τη δημιουργία νέων ποικιλιών ρυζιού υψηλής απόδοσης- κάτι που του έδωσε το World Food Prize το 1996.
Μία λύση θα ήταν ο πολλαπλασιασμός υβριδίων ως κλώνων, που θα παρέμεναν ίδια από γενιά σε γενιά, χωρίς περαιτέρω διαδικασίες αναπαραγωγής/ «εκτροφής»: Πολλά άγρια φυτά μπορούν να παράγουν σπόρους που είναι κλώνοι τους, μια διαδικασία που είναι γνωστή ως απόμειξη. «Όταν έχεις το υβρίδιο, αν μπορείς να προκαλέσεις απόμειξη, τότε μπορείς να το φυτεύεις κάθε χρόνο» είπε ο Χους. Ωστόσο η μεταφορά της απόμειξης σε ένα φυτό που καλλιεργείται ευρέως έχει αποδειχθεί δύσκολη υπόθεση.
Το 2019 μια ομάδα, της οποίας ηγήθηκαν ο καθηγητής Βενκατεσάν Σουνταρεσάν και ο επίκουρος καθηγητής Ιμτιγιάζ Χαντάι στο UC Davis, ήταν σε θέση να επιτύχει απόμειξη σε φυτά ρυζιού, με περίπου το 30% των σπόρων να είναι κλώνοι. Πρόσφατα, ο Σουνταρεσάν, ο Χαντάι και συνάδελφοί τους στη Γαλλία, τη Γερμανία και τη Γκάνα ήταν σε θέση να επιτύχουν κλωνική απόδοση/ αποδοτικότητα της τάξης του 95%, χρησιμοποιώντας ένα εμπορικά διαθέσιμο υβριδικό είδος ρυζιού, και έδειξαν πως η διαδικασία αυτή μπορεί να συνεχιστεί για τουλάχιστον τρεις γενιές.
Η διαδικασία περιλαμβάνει την τροποποίηση τριών γονιδίων (MiMe), ώστε το το φυτό να περνά από τη μείωση στη μίτωση. Η απόμειξη προκαλείται μέσω μιας άλλης τροποποίησης, και το τελικό αποτέλεσμα είναι ένας σπόρος που μπορεί να εξελιχθεί σε ένα φυτό γενετικά όμοιο με τον «γονέα» του.
Η μέθοδος αυτή θα μπορούσε να επιτρέψει στις εταιρείες σπόρων να παράγουν υβριδικούς σπόρους ταχύτερα και σε μεγαλύτερη κλίμακα, καθώς και να παρέχουν σπόρους που οι αγρότες θα μπορούσαν να αποθηκεύουν και να επαναφυτεύουν κάθε σεζόν, σύμφωνα με τον Χους.
«Η απόμειξη στα φυτά που καλλιεργούνται ευρέως είναι στόχος ερευνών σε όλο τον κόσμο για πάνω από 30 χρόνια, επειδή μπορεί να κάνει την παραγωγή υβριδικών σπόρων προσβάσιμη σε όλους» είπε ο Σουνταρεσάν. «Η επακόλουθη αύξηση απόδοσης μπορεί να βοηθήσει να καλυφθούν παγκοσμίως οι ανάγκες ενός πληθυσμού που αυξάνεται χωρίς να χρειάζεται να αυξηθεί η χρήση εδαφών, νερού και λιπασμάτων σε μη βιώσιμα επίπεδα» πρόσθεσε- συμπληρώνοντας πως τα αποτελέσματα θα μπορούσαν να εφαρμοστούν και σε άλλες καλλιέργειες. Το ρύζι αποτελεί γενετικό μοντέλο και για άλλες καλλιέργειες δημητριακών, περιλαμβανομένου του αραβοσίτου και του σιταριού.