Ryż odporny na herbicydy: nowa era europejskiego rolnictwa
Ryż jest niezmiernie ważną i szeroko uprawianą rośliną, która występuje w diecie ludzi na całym świecie, a ponadto stanowi jedno ze źródeł utrzymania w ponad 120 krajach, głównie na obszarze Azji i Afryki. Jednak problemem jest jedna z odmian ryżu czerwonego – dziko występujący ryż uznawany za chwast, choć blisko spokrewniony z ryżem siewnym (Oryza sativa L.). Posiada wiele morfologicznych i genetycznych cech podobnych do ryżu siewnego, co czyni go szczególnie trudnym do zwalczenia. Ta dzika odmiana ryżu może zaatakować pola ryżowe i konkurować z ryżem siewnym o zasoby, takie jak woda, składniki odżywcze czy światło słoneczne, prowadząc do obniżenia plonów i strat ekonomicznych dla rolników. Wzrost globalnego popytu na ryż przekłada się też na większe zapotrzebowanie na innowacyjne rozwiązania umożliwiające walkę z chwastami z gatunku ryżu, które stanowią istotną przeszkodę dla stosowania zrównoważonych praktyk rolniczych. Konwencjonalne herbicydy są coraz mniej skuteczne, ponieważ chwasty rozwijają odporność na te środki, co rodzi konieczność znalezienia nowych sposobów zwalczania niechcianych roślin.
Wykorzystanie odporności na herbicydy
Projekt HerbaRice, realizowany przy wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA), koncentrował się na odporności na herbicydy jako sposobie walki z trudnym do opanowania zagrożeniem, jakim jest dziki gatunek ryżu zachwaszczający europejskie pola ryżowe. „Opracowywanie i wprowadzanie na rynek nowych herbicydów jest czasochłonnym i kosztownym procesem, co sprawia, że ryż odporny na herbicydy jawi się jako bardziej rozsądne podejście”, wyjaśnia Rasim Unan, stypendysta MSCA. Zamiarem naukowców było stworzenie niemodyfikowanej genetycznie, odpornej na herbicydy odmiany ryżu dostosowanego do europejskich warunków uprawy. Jako herbicyd wybrano kletodym, ponieważ jest on powszechnie stosowany do zwalczania chwastów trawiastych w różnych uprawach, w tym ryżu, a jego działanie opiera się na zakłócaniu syntezy lipidów roślinnych.
Najważniejsze wyniki badań
W celu wywołania mutacji DNA ryżu zespół projektu zastosował mutagen chemiczny – metanosulfonian etylu (EMS). Jest to metoda mutagenezy szeroko stosowana do wprowadzania zmienności genetycznej przez hodowców roślin i do celów badań genetycznych. Badania poddanych mutacji odmian ryżu dały obiecujące wyniki, wykazując odporność na niskie dawki kletodymu. Co więcej, projekt dostarczył istotnej wiedzy na temat mechanizmów genetycznych odpowiedzialnych za odporność na herbicydy, określając rodzaj mutacji i przeprowadzając ukierunkowane sekwencjonowanie genów. Badanie dynamiki przepływu genów wskazało na znaczny poziom przepływu genów z odmian ryżu odpornych na herbicydy do populacji chwastów. Rodzi to obawy o przeniesienie cech tolerancji na herbicyd na ryż uważany za chwast, co grozi brakiem skuteczności kletodymu. Pomimo tych wyzwań toczące się w ramach projektu prace zmierzają do udoskonalania cech odporności na potrzeby praktycznych zastosowań na polach ryżowych.
Znaczenie dla europejskiego rolnictwa
Znaczenie projektu HerbaRice wykracza poza odkrycia naukowe, gdyż stanowi odpowiedź na krytyczne kwestie związane ze zwalczaniem chwastów, z którymi borykają się europejscy producenci ryżu. Unikalny system upraw, jaki stosuje się w Europie, w połączeniu z surowymi przepisami i niewieloma zachętami rynkowymi do opracowywania nowych herbicydów, wymaga innowacyjnego podejścia do zwalczania chwastów. Dzięki opracowaniu niemodyfikowanego genetycznie ryżu odpornego na herbicydy projekt oferuje zrównoważone alternatywne rozwiązanie umożliwiające przeciwdziałanie rozprzestrzenianiu się chwastów przy jednoczesnym zminimalizowaniu wpływu na środowisko. Ponadto identyfikacja spontanicznych mutacji w genach odpowiadających za odporność na herbicydy wyraźnie wskazuje na dynamikę strategii zwalczania chwastów, podkreślając znaczenie ciągłych badań i adaptacji. Patrząc w przyszłość, Unan ma nadzieję, że: „Podejście opracowane w ramach projektu HerbaRice wypełni lukę między innowacjami naukowymi a praktykami rolniczymi, zapewniając odporność i zrównoważoność europejskiego sektora produkcji ryżu”.
Słowa kluczowe
HerbaRice, ryż, ryż uważany za chwast, kletodym, metanosulfonian etylu, zrównoważoność, odmiana odporna na herbicydy
