Att förbättra avkastningen av riskorn och förbättra deras utseende är en nyckelpunkt för risodling. Nu har en grupp forskare från Kina identifierat en genvariant som finns i vildris som kontrollerar riskornens längd, bredd och kritighet. Introduktionen av denna variant, kallad gl9, skulle kunna hjälpa till vid förädlingen av nya rissorter med högt spannmålsutbyte och ett önskvärt utseende.

Ris är en basföda för miljontals människor runt om i världen. Framsteg inom genetik och avelsvetenskap har moderniserat risodlingen, vilket lett till förbättringar av spannmålsvikt, en viktig bestämningsfaktor för både spannmålsutbyte och utseendekvalitet i ris.

Studier som fokuserar på kvantitativa egenskaper loci (QTL) - små regioner av DNA som styr faktorer som kornstorlek, längd och form - har varit i framkant av dessa framsteg. Genom att identifiera gynnsamma QTL (dvs egenskaper) och införliva dem i olika rissorter, har forskare kunnat öka spannmålsutbytet, vilket bidragit till ökad livsmedelssäkerhet. Potentialen för gynnsamma QTL från vilda rissorter, som vanligtvis inte konsumeras, har dock till stor del varit outnyttjad.

En art av vildris som heter Oryza glumaepatula har fått en del uppmärksamhet eftersom det är en viktig källa till genetisk mångfald för förbättring av rissorten. Därför utvecklade en grupp forskare från South China Agricultural University och Guangdong Laboratory for Lingnan Modern Agriculture en serie bakterieplasmaresurser genom att odla O. glumaepatula med HJX74, en vanlig elitrissort.

Deras resultat, som gjordes tillgängliga online den 19 juli 2022 och publicerades i The Crop Journal, visa att gl9, en speciell variant av GS9-genen från O. glumaepatula, bidrar till ett högt spannmålsutbyte och god kvalitet i odlat ris.

Prof. Shaokui Wang, den ledande utredaren för studien, förklarar att "flera vilda rissorter har goda genetiska resurser som skulle vara fördelaktiga i de rissorter vi konsumerar. Men dessa kan ofta inte inkorporeras eftersom vilda risarter skiljer sig ganska mycket från de rissorter vi konsumerar. odlade sådana. Ett syfte med vår studie var i huvudsak att överbrygga denna klyfta och skörda fördelarna med gynnsamma egenskaper från vildris."

Studien var till stor del uppdelad i två faser. I den första delen genererades flera enkelsegmentssubstitutionslinjer (SSSL) med O. glumaepatula som donatorförälder och HJX74 som mottagarförälder. Dessa SSSL, i vilka främmande gener från O. glumaepatula integrerades i genomet av HJX74, analyserades genetiskt och 12 QTL som bestämmer kornlängden (GL), 9 som bestämmer kornbredden (GW) och 9 som bestämmer kärnans vikt ( TKW) identifierades. Intressant nog kartlades några av dessa QTL till en ny "allel", dvs en ny genetisk variant, kallad gl9.

Denna allel var en variant av GS9-genen, en känd regulator av kornform och utseendekvalitet i ris. Ytterligare jämförelser visade att SSSL som innehåller gl9-allelen hade längre och smalare korn än föräldern HJX74, och deras TKW och kornutbyte per planta var också högre. Detta indikerade att gl9-allelen var fördelaktig för att förbättra riskvaliteten.

Därefter, för att bekräfta effekten av denna allel, skapades genetiskt modifierade risvarianter genom att introducera gl9 i HJX74 med hjälp av genetiska verktyg. Experimentella resultat visade att närvaron av gl9 ökade längden och slankheten hos riskorn och minskade deras kritighet, jämfört med vanlig HJX74. Ytterligare risuppfödning genom design visade att kombinationen av gl9 med gener som tidigare var i bruk kunde ytterligare förbättra utseendet och avkastningen av riskorn.

Tillsammans antyder dessa fynd användbarheten av gl9 som en målallel för att förbättra risproduktionen. Prof. Wang säger att "i den här eran har det blivit viktigt för både bönder och regeringar att förbättra livsmedelsproduktionen. Tyvärr är det utmanande att öka risavkastningen utan att kompromissa med dess kvalitet. Våra resultat angående dessa nya alleler som gl9 som kan förbättra båda dessa faktorer är därför av stor betydelse."

Fynden av prof. Wang och hennes team om gl9-allelen kan leda till betydande framsteg i risförädlingsprogram. De erbjuder ett välbehövligt steg mot större livsmedelssäkerhet i framtiden. + Utforska vidare

Att hålla giftigt kadmium borta från ris, det genetiska sättet