Potrivit unui nou studiu, dezactivarea unei anumite gene din porumb și orez ar putea crește producția acestora cu 10% și, respectiv, 8%. Explorând gene similare în alte cereale, producția globală a culturilor ar putea crește.
Porumbul și orezul sunt alimente de bază în întreaga lume și fiecare are o istorie distinctă de cultivare pentru consum pe scară largă. Se crede că porumbul provine din Mexic, în timp ce orezul provine din China. În ciuda evoluției independente a acestor specii, experții din biologia vegetală au observat că posedă unele trăsături foarte asemănătoare. Aceasta este cunoscută sub numele de evoluție convergentă.
Pentru a investiga aceste asemănări, Xiaohong Yang și colegii ei din cadrul Universitatea Agricolă au cartografiat genomul porumbului (Zea mays L. ssp. mays) și al orezului (Oryza sativa).
Aceștia au descoperit 490 de perechi de gene care păreau să servească funcții analoge în ambele cereale. Din aceste perechi, cercetătorii au identificat două gene – cunoscute sub numele de KRN2 în porumb și OsKRN2 în orez – care le-au afectat producția. Folosind tehnica de editare genetică CRISPR pentru a dezactiva genele respective, cercetătorii ar putea crește producția cerealelor cu 10% la porumb și 8% la orez. Aceste cifre provin din testele din lumea reală pe câmpurile agricole.
„Aceste rezultate sunt excelente”, a declarat Yang, care speră să continue explorarea celor 490 de perechi de gene pentru a îmbunătăți în continuare producția de orez și porumb.
„Acestea sunt două specii care sunt cele mai importante din punct de vedere economic. Acestea au istorii de domesticire foarte diferite, cu centre de origine și habitate distincte. Faptul că evoluția convergentă s-a întâmplat cu atât de multe gene este fascinant”, a declarat coautorul Alisdair Fernie din cadrul Institutului Max Planck de Fiziologie Moleculară a Plantelor din Potsdam, Germania.
O mai bună înțelegere a evoluției genetice a porumbului și a orezului ar putea conduce, de asemenea, la evenimente de domesticire de novo, care presupun inserarea genelor domesticite în specii nedomestice, pentru a realiza noi culturi. Culturile sălbatice sunt, în general, mai rezistente împotriva intemperiilor extreme și agenților patogeni, dar de obicei au un randament scăzut.
„Prin intermediul tehnicii de editare genetică CRISPR, am putea doar să selectăm câteva gene de domesticire, cum ar fi KRN2, și să le introducem înapoi în rudele speciilor sălbatice”, spune el.