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

Štědrost je častější v chudším prostředí, ukázaly experimenty

Lidé v chudších zemích si pomáhají víc než ti v zemích bohatých. Nový výzkum se toto zdánlivě banální sdělení rozhodl podrobit experimentu. Autoři zjistili, že toto chování zřejmě není výsledkem dlouhých kulturních a společenských procesů, ale dokáže se na něj naladit poměrně snadno každý. Jen musí nastat příhodné podmínky.
před 5 hhodinami

Mývalové na hranici Prahy. Brzy jich bude ještě víc, říká přírodovědec

Mývalové se podle přírodovědecké organizace Alka Wildlife poprvé dostali k hranicím Prahy. Fotopast jednoho zachytila pouhé dva kilometry od metropole, k níž se blíží údolím Berounky. Český přírodovědec Jan Cukor označuje za vysoce pravděpodobné, že se mýval bude na našem území dále šířit.
včera v 08:01

Řeka Jang-c’-ťiang připomínala dřív spíš kanál, teď se tam vrací život

Před pěti lety začal v nejdelší čínské řece Jang-c’-ťiang platit absolutní zákaz rybolovu. Ekologové se snaží zlepšit i průmyslovou a odpadovou zátěž. Podle prvních analýz se to vyplácí.
13. 2. 2026

„Rumový expres“ přinesl Španělsku extrémní srážky. Za pár dní napršelo víc než běžně za rok

Španělsko trápí od začátku roku extrémní deště, které do země přinesly historické srážky. V Portugalsku bouře způsobily škody ve výši jednoho procenta HDP. Jak přesně tato situace vznikla a jaké jsou její dopady, vysvětluje meteorolog Michal Žák.
13. 2. 2026

V Egyptě našli skalní malby staré až deset tisíc let

Objev na egyptském poloostrově Sinaj ukazuje místo, které bylo obýváno a navštěvováno celou řadou kultur během doby deseti tisíc let. Archeologové musí rozsáhlé území rychle prostudovat, vše zdokumentovat a pak analyzovat, protože se tam má stavět turistický projekt.
13. 2. 2026

USA opouštějí vědecký argument v přístupu ke klimatu

Americká Agentura pro ochranu životního prostředí (EPA) ve čtvrtek odstoupila od vědeckého stanoviska, že emise skleníkových plynů ohrožují lidské zdraví, a odstranila tak základ pro federální klimatické předpisy. Jedná se o dosud nejagresivnější krok administrativy prezidenta USA Donalda Trumpa zaměřený na omezení boje proti změně klimatu, píší agentury AP a Reuters.
12. 2. 2026Aktualizováno13. 2. 2026

Cestu miniaturních vačnatců do mateřské kapsy se vědcům poprvé podařilo natočit

Něco málo přes dva centimetry měří vzdálenost, kterou musí urazit mláďata vakomyši tlustoocasé, která se potřebují po porodu dostat do vaku. Vědcům se to teď podařilo poprvé zachytit na video a zjistili při tom o tomto druhu mini predátora spoustu zajímavého.
12. 2. 2026

Švýcarští inženýři stvořili robota z mrtvých těl krevet

Místo kovu ocasy krevet. Tak vypadá nový robotický systém vytvořený vědci ze Švýcarska, který umí jemně uchopovat různé předměty, ale když je zapotřebí, tak dokonce i plave.
12. 2. 2026
Načítání...