Исследователи из Женевского университета (UNIGE) в сотрудничестве с командами из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) и Тайваньского национального университета (NCHU) увеличили содержание витамина B1 в рисе.
Специально воздействуя на питательные ткани рисового зерна, ученым удалось значительно увеличить содержание витамина B1 без ущерба для агрономической урожайности.
Эти результаты, опубликованные в журнале Plant Biotechnology Journal, могут помочь решить серьезную проблему общественного здравоохранения в регионах, где рис является основным продуктом питания.
Большинство витаминов не могут вырабатываться организмом человека и должны поступать с пищей. Когда диета разнообразна, потребности в витаминах обычно покрываются. Но среди населения, где зерновые, такие как рис, являются основным или даже единственным источником пищи, их дефицит является обычным явлением. Особенно это касается витамина В1 (тиамина), дефицит которого вызывает многочисленные нервные и сердечно-сосудистые заболевания.
Рис является основной культурой для половины населения мира, особенно в странах Азии, Южной Америки и Африки. В зернах риса мало витамина B1, а такие этапы обработки, как полировка (т. е. удаление отрубей путем), снижают его еще больше, унося с собой 90% ценного вещества.
Лаборатория Терезы Фицпатрик, профессора кафедры наук о растениях факультета естественных наук UNIGE, специализируется на биосинтезе витаминов и путях их деградации в растениях. Ее группа в сотрудничестве с командой из ETH Zurich и тайваньского NCHU сосредоточилась на улучшении содержания витамина B1 в эндосперме риса, то есть питательной ткани, которая составляет основную часть семян и, следовательно, того, что едят.
«Предыдущие попытки биофортификации, предпринятые другими командами, привели к увеличению содержания витамина B1 в листьях и отрубях (наружном слое рисовых зерен), но не в готовом к употреблению рисовом зерне. В нашем исследовании мы специально нацеливались на увеличение содержания витамина B1 в эндосперме», — объясняет Тереза Фицпатрик, первый автор исследования.
Ученые создали линии риса, экспрессирующие ген, который контролируемым образом связывает витамин B1 в тканях эндосперма. После выращивания в теплицах, сбора и обработки (полировки) рисовых зерен они обнаружили, что повышенные концентрации витамина B1 сохранились.
Затем линии были высеяны на экспериментальном поле на Тайване и выращивались в течение нескольких лет. С агрономической точки зрения анализируемые характеристики были одинаковыми как для модифицированных, так и для немодифицированных растений риса. Высота растений, количество стеблей на растение, масса зерна и урожайность были сопоставимы.
С другой стороны, уровень витамина В1 в рисовых зернах после стадии обработки у модифицированных линий увеличивается в 3-4 раза. Таким образом, эта модификация позволяет накапливать витамин B1, не влияя на урожайность.
«Большинство исследований такого типа проводится на культурах, выращенных в теплицах. Тот факт, что мы смогли выращивать наши линии в реальных полевых условиях, что экспрессия модифицированного гена стабильна во времени без ущерба для каких-либо агрономических характеристик, очень многообещающе», — говорит Вильгельм Грюиссем, почетный профессор ETH Zurich, заслуженный профессор и научный сотрудник в NCHU.
300-граммовая миска риса этой новой разновидности обеспечивает около трети рекомендуемой суточной нормы витамина B1 для взрослого человека. Следующим шагом будет внедрение этого подхода в коммерческие сорта. Однако, прежде чем эти растения можно будет культивировать, необходимо принять меры регулирования, касающиеся биофортификации с помощью генной инженерии.
Источник: agroxxi.ru
