Создан рис, который меньше накапливает токсичный кадмий

Исследователи создали рис, который значительно меньше накапливает токсичный кадмий в зёрнах. Для этого они внесли одно точечное изменение в ген растения, сохранив урожайность и содержание необходимых микроэлементов, говорится в исследовании, опубликованном в журнале PNAS.

Кадмий может попадать в сельскохозяйственные почвы, а затем через корни проникать в растения. Рис особенно важен для исследователей, поскольку во многих странах он остаётся одним из главных продуктов питания и может становиться заметным источником поступления этого металла в организм.

В гене изменили всего один участок

В центре работы оказался ген OsNramp5. Он отвечает за белок, который помогает корням риса поглощать из почвы марганец, кадмий и другие металлы.

Полностью отключать этот ген оказалось нежелательно. Вместе с кадмием растение начинало хуже получать марганец, необходимый для нормального роста. В некоторых предыдущих экспериментах это приводило к снижению урожайности и ослаблению растений.

Поэтому авторы новой работы выбрали более точный подход. При помощи редактирования генома они заменили одну аминокислоту в белке OsNramp5. Изменение получило обозначение I441T.

Этого оказалось достаточно, чтобы поведение белка изменилось. Он стал активнее взаимодействовать с цинком, а повышенное содержание цинка в клетках корней начало мешать кадмию перемещаться дальше по растению.

Кадмий хуже добирался до зёрен

После редактирования кадмий всё ещё мог попадать в корни, но значительно хуже перемещался в стебли и зёрна. При этом содержание марганца, железа и других необходимых элементов существенно не изменилось.

Результаты подтвердили не только лабораторные опыты, но и полевые испытания. Изменённые растения дали сопоставимый урожай, а концентрация кадмия в собранном рисе оказалась заметно ниже, чем у обычных растений.

Исследователи считают, что точечное изменение OsNramp5 может стать основой для выведения новых сортов риса с пониженным накоплением кадмия.

Когда такой рис может появиться в продаже

Пока речь идёт об экспериментальной разработке. Такой рис ещё не выращивают в промышленных масштабах и не продают в магазинах.

Исследователям предстоит проверить, как изменённые растения ведут себя в разных климатических условиях и на почвах с различным содержанием кадмия. Также нужно убедиться, что новый признак сохраняется в следующих поколениях.

Если дальнейшие испытания подтвердят результаты, технология может помочь вывести сорта риса, которые будут безопаснее для питания и при этом не потеряют в урожайности.