Vědci změnili rýži jediný gen. Dává teď o 40 procent vyšší úrodu

Vědci zvýšili výnosy čínské odrůdy rýže až o 40 procent, když jí přidali druhou kopii jednoho z jejích genů. Tato změna pomáhá rostlině absorbovat více hnojiv, zvyšuje fotosyntézu a urychluje kvetení, popsali autoři tohoto výzkumu v odborném časopise Science.

Zvýšení výnosů díky jedinému genu, který je zodpovědný za všechna tato vylepšení, je „opravdu působivé“, uvedl pro Science rostlinný genetik Matthew Paul, který se na práci nepodílel. „Nemyslím si, že bych něco takového kdy viděl.“

Dodává, že tento přístup by se mohl vyzkoušet i u jiných plodin; nová studie totiž uvádí už předběžné výsledky u pšenice.

Pracné hledání

Zvýšit potenciál jakékoliv zemědělské rostliny je obvykle nesmírně složité. Na výnos má totiž vliv obrovské množství genů. Jednotlivé z nich biotechnologové hledají už celé roky, ale zatím bez většího úspěchu.

V posledních letech se proto jejich zájem přesunul na geny, které řídí jiné geny – mají tedy vliv na více aspektů růstu rostlin, jako je například příjem živin z půdy, nastavení rychlosti fotosyntézy nebo řízení zdrojů živin z listů do semen. Modifikace jednoho takového regulačního genu u kukuřice přináší asi o deset procent vyšší výnosy. Klasickým šlechtěním se přitom nedá dosáhnout ani desetinového zlepšení.

Třináct genů

Tým vedený fyziologem Wenbinem Zhouem z Čínské akademie zemědělských věd prošel 118 regulačních genů rýže a kukuřice, které kódují bílkoviny nazývané transkripční faktory a které jiní výzkumníci už dříve označili za důležité pro fotosyntézu. Snažil se zjistit, jestli dochází k aktivaci některých těchto genů u rýže pěstované v půdě s nízkým obsahem dusíku – takové geny by totiž v této situaci mohly zvýšit příjem živin. A pokud by se je podařilo aktivovat také u rýže pěstované v běžné půdě, mohlo by to rostlinu přimět k tomu, aby přijímala ještě více dusíku a vytvořila více zrna.

Vědci našli 13 genů, které se aktivovaly, když byly rostliny rýže pěstovány v půdě chudé na dusík; pět z nich vedlo ke čtyřnásobnému nebo většímu zvýšení příjmu dusíku. Do odrůdy rýže zvané Nipponbare, která se používá pro výzkum, vložili další kopii jednoho z těchto genů, známého jako OsDREB1C.

Tento gen u jiných jednotlivých rostlin rýže vypnuli a pak už jen ve sklenících sledovali, co se bude dít. Ukázalo se, že rostliny bez genu rostly hůř než kontrolní rostliny a současně rostliny s extra kopií OsDREB1C rostly mnohem rychleji než běžné sazenice a také měly delší kořeny.  

Jedním z důvodů byla dobrá výživa. Rostliny s extra kopiemi OsDREB1C totiž přijímaly více dusíku prostřednictvím kořenů a přesouvaly ho pak účinněji do výhonků. Modifikované rostliny byly také lépe vybaveny pro fotosyntézu. V listech měly asi o třetinu více chloroplastů, fotosyntetických organel v rostlinných buňkách, a zhruba o 38 procent více RuBisCO, klíčového enzymu pro fotosyntézu.

Vylepšená rýže, vysazená na poli po dobu dvou až tří let, poskytovala vyšší výnosy na třech místech v Číně s klimatem od mírného až po tropické.

  • Fotosyntéza (z řeckého fós, fótos – „světlo“ a synthesis – „shrnutí“, „skládání“) je složitý biochemický proces, při kterém se mění přijatá energie světelného záření na energii chemických vazeb.
  • Využívá světelného, například slunečního, záření k tvorbě (syntéze) energeticky bohatých organických sloučenin – cukrů – z jednoduchých anorganických látek – oxidu uhličitého (CO2) a vody.
  • Fotosyntéza má zásadní význam pro život na Zemi.

V poslední fázi výzkumu pak genetici tuto metodu otestovali i na běžném druhu vysoce výnosné rýže, kterou často využívají čínští zemědělci. Výsledky předčily očekávání. Modifikované moderní rostliny rýže totiž vyprodukovaly až o čtyřicet procent více zrna na pozemek než běžné rostliny, uvedli vědci.

„To je obrovské číslo,“ komentovala pro Science specialistka na genetiku rýže Pam Ronaldová z Kalifornské univerzity. „Je to prostě úžasné.“

Rýže pro přehřátou planetu

Stejně jako v předchozích pokusech s modifikovanými rostlinami ve sklenících i na normálním poli měly tyto rostliny větší zrna ve větším množství. „Vzali si už tak velmi dobrou odrůdu rýže a ukázali, že ji mohou ještě víc vylepšit,“ vysvětluje Steve Long z University of Illinois.

Upravené rostliny také dříve vykvetly, což může přinášet výhody v závislosti na prostředí. Zemědělci mohou například vypěstovat více plodin za sezónu nebo sklidit úrodu dříve, než nastoupí ničivá letní vedra, která jsou spojená se změnou klimatu. 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Zatmění Slunce přinese „býčí rohy“ a dva soumraky. Jak se připravit?

Výjimečný souběh dvou zajímavých astronomických událostí se odehraje na obloze ve středu večer. Nejprve oblohu ztemní zatmění Slunce, jen aby ji poté rozzářily Slzy svatého Vavřince, neboli meteorický roj Perseidů. Přinášíme užitečné rady a informace.
před 12 hhodinami

AI měla muži rezervovat cvičení. Hackla fitko a vyházela jiné zájemce

Australská média popsala další případ, kdy umělá inteligence (AI) splnila svůj úkol jinak než měla. Místo, aby jednoduše zařídila rezervaci v posilovně, napadla její server, změnila rezervační systém a vyřadila další zájemce.
před 14 hhodinami

Trump vydal výnos, kterým se snaží změnit dětské očkování

Americký prezident Donald Trump v pondělí podepsal výnos o doporučení rozestupu mezi dávkami očkování pro děti. Doporučuje rozdělení kombinované vakcíny proti spalničkám, příušnicím a zarděnkám (MMR) do tří samostatných vakcín podávaných při jednotlivých návštěvách lékaře. Experti na veřejné zdraví varují, že podobné opatření by mohlo zvýšit riziko nákazy.
před 15 hhodinami

Covid může v těle probouzet spící viry, naznačuje výzkum

Záhada takzvaného dlouhého covidu stále čeká na vyřešení. Ani šest let od začátku pandemie se nepodařilo odpovědět na otázku, co je jeho příčinou. Vědci teď přišli s novým možným vysvětlením, když potvrdili, že SARS-CoV-2 probouzí v těle spící viry, spojené například s opary. A právě ty možná mohou za dlouhý covid.
před 18 hhodinami

VideoVýznamný objev u Sicílie. Potápěči našli vrak starořímské lodi plný amfor

Italské úřady se chlubí významným archeologickým objevem – jedinečně zachovalým vrakem lodi z dob starověkého Říma. Trosky plavidla i s nákladem stovek amfor náhodou našli sportovní potápěči u břehů Sicílie. Množství amfor napovídá, že patrně převáželo víno nebo olivový olej. Místo teď zabezpečují odborníci z policejní jednotky pro zachování památek. Až ho prozkoumají, starobylé předměty vyzvednou. Vrak lodi, který je starý nejméně 2100 let, popsal italský ministr kultury Alessandro Giuli jako „jeden z nejdůležitějších nedávných objevů v podmořské archeologii“.
10. 8. 2026

Kambrická fekální revoluce mohla stát za vznikem moderního života, tvrdí studie

Moderní život na Zemi existuje asi půl miliardy let. Tehdy začal nesmírně rychle a intenzivně bujet. Podle nové studie čerpal z množství živin, které se ukládaly na dně moří v podobě exkrementů.
10. 8. 2026

Začátek léta byl výjimečně horký a suchý, oceány nejžhavější v dějinách měření

Západní Evropa zažila letos v červnu a červenci rekordně teplý začátek léta a maximální teploty zaznamenaly v červenci podruhé za sebou také světové oceány. Vysoké teploty a sucho v Evropě způsobily rozsáhlé požáry a nízké průtoky řek. Vyplývá to ze zprávy, kterou zveřejnila evropská služba Copernicus pro sledování změn klimatu.
10. 8. 2026

Míchají i fermentují. Bioboti z Brna by mohli pomáhat vařit pivo

Vědci z brněnského institutu CEITEC VUT vyvinuli mikroskopické roboty, kteří by v budoucnu mohli zrychlit výrobu piva i zjednodušit kontrolu kvality potravin. Jejich magneticky ovládaní bioboti totiž dokážou během kvašení sami promíchávat kapalinu, urychlovat fermentaci a po dokončení procesu se navíc sami oddělit od výsledného produktu. Výsledky vydal tým Martina Pumery v časopise ACS Nano.
9. 8. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.