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

Sledujte v mapě, jak padají teplotní rekordy

Minimálně do neděle by v Česku měly převládat teploty, které jsou spojené spíše s červencem. Očekává se, že překročí 36 stupňů Celsia, což je asi o deset stupňů víc, než je pro tuto část roku běžné. Už od pátku padají teplotní rekordy.
včeraAktualizovánopřed 2 hhodinami

Čeští vědci úpravou RNA opravili poruchu, která krade zrak

Výzkumný tým z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd vedený Davidem Staňkem vyvinul experimentální RNA terapii schopnou opravit genetickou poruchu spojenou s retinitis pigmentosa – dědičným onemocněním sítnice, které postupně vede ke ztrátě zraku.
před 14 hhodinami

Tlak Pekingu omezuje výzkum Číny. Švýcarští akademici žádají větší podporu státu

Stále přísnější kontroly zahraničního výzkumu Číny mnoha akademikům, včetně těch ve Švýcarsku, ztěžují pokračování v práci. Tito badatelé tvrdí, že Švýcarsko by je mělo podporovat více.
včera v 15:16

Ptačí chřipka u Antarktidy zdecimovala mláďata rypoušů

Patogenní kmen ptačí chřipky zabil více než třináct tisíc mláďat rypoušů sloních poté, co nakazil jejich kolonie na sopečných ostrovech u Antarktidy, oznámili australští vědci, které citovala agentura AFP. Výzkumníci objevili Heardův ostrov a McDonaldovy ostrovy poseté mrtvými těly rypoušů, když v říjnu 2025 připluli na vědeckou misi do této oblasti v jižní části Indického oceánu.
včera v 12:18

V Sherwoodu odumřel tisíciletý dub Robina Hooda

Památný dub v Sherwoodském lese spojený s legendou o Robinu Hoodovi je mrtvý. Shodují se na tom britští odborníci, podle nichž stromu starému až 1200 let na jaře poprvé v jeho dějinách nevyrašily vůbec žádné nové listy. Velký strom, za nímž se do lesa ve středoanglickém hrabství Nottinghamshire vypravovaly tisíce turistů, patřil k největším dubům v Británii, píší britská média.
včera v 10:40

Rusko chce vyvrtat masivní díru na Sibiři. Doufá, že tam najde nekonečnou ropu

Ruští vědci se vrátili k v podstatě opuštěné hypotéze, že ropa vzniká v nitru planety bez přítomnosti živých organismů. A začnou proto už brzy vrtat do hloubky několika kilometrů, aby se pokusili tam tuto ropu najít.
včera v 07:24

Vitamin C může hrát zásadní roli v neutralizaci uzenin

Konzumace potravin, které obsahují vitamin C, by měla mít nečekaně vysoký efekt při snižování negativních vlivů, které má konzumace uzenin na člověka. Naznačují to výsledky vědeckého modelu.
18. 6. 2026

Očkování proti HPV v Británii snížilo počty úmrtí mladých žen na rakovinu děložního čípku na nulu

Očkování proti HPV ve Spojeném království podle nové studie výrazně snížilo počty úmrtí na rakovinu děložního čípku u mladých žen. Mezi lety 2020 a 2024 tam nebylo ve věkové skupině 20 až 24 let zaznamenáno žádné úmrtí na tento druh rakoviny.
18. 6. 2026
Načítání...