Почти каждый второй человек ест в основном рис, чтобы удовлетворить суточную потребность в калориях. Еда из риса утоляет голод, но содержит очень мало или совсем не содержит основных питательных микроэлементов. Как следствие, большие слои населения недоедают, особенно в Азии и Африке.
Они не получают достаточно железа, цинка и витамина А, чтобы оставаться здоровыми. Недостаточное потребление железа приводит к анемии, задерживает развитие мозга и увеличивает смертность среди женщин и младенцев. Если у детей дефицит витамина А, они могут ослепнуть, а их иммунная система ослабнуть, что часто вызывает инфекционные заболевания, такие как корь, диарея или малярия.
Золотой рис против дефицита витамина А
Для борьбы с недоеданием исследователи ETH под руководством Инго Потрикуса уже много лет назад разработали новый сорт риса, который в 2000 году стал известен как «Золотой рис». Это был один из первых генетически модифицированных сортов риса, в котором исследователи могли производить бета-каротин, предшественник витамина А, в эндосперме рисового зерна. Позже золотой рис был улучшен и теперь используется в программах разведения в нескольких странах, в основном в Юго-Восточной Азии.
Чтобы решить проблему дефицита других микронутриентов, исследователи из Лаборатории биотехнологии растений профессора Груиссема в ETH Zurich и в других странах также разработали сорта риса с повышенным содержанием железа, например, в зернах риса и пшеницы.
Все новые сорта трансгенного риса имеют одну общую черту: они могут обеспечить только один конкретный микроэлемент. До настоящего времени объединение нескольких питательных микроэлементов в одном растении риса было несбыточной мечтой.
Первый мультипитательный рис
Теперь группа под руководством Наврита Бхуллара, старшего научного сотрудника Лаборатории биотехнологии растений в ETH Zurich, сообщает об успехе в создании мультипитательного риса. Результаты были недавно опубликованы в журнале Scientific Reports.
Исследователь и ее аспирант Симрат Пал Сингх преуспели в генетической модификации растений риса таким образом, чтобы в дополнение к достаточному уровню железа и цинка они также производили значительные уровни бета-каротина в эндосперме зерна по сравнению с обычными растениями. сорта. «Наши результаты показывают, что можно сочетать несколько основных питательных микроэлементов - железо, цинк и бета-каротин - в одном растении риса для здорового питания», - объясняет Бхуллар.
С научной точки зрения успехом стала разработка генной кассеты, содержащей четыре гена для улучшения питательных микроэлементов, которые можно было вставить в геном риса как единый генетический локус. Это имеет то преимущество, что уровни железа, цинка и бета-каротина могут быть одновременно повышены путем генетического скрещивания сортов риса из разных стран. В противном случае было бы необходимо скрестить линии риса с отдельными микронутриентами, чтобы достичь улучшенного содержания микронутриентов в рисовых зернах.
Бхуллар и ее аспиранты несколько лет работали над созданием этого доказательства концепции. Хотя зерна мультипитательных рисовых линий содержат больше бета-каротина, чем исходный сорт риса japonica, в зависимости от линий содержание бета-каротина может быть в десять раз ниже, чем в «Золотом рисе 2», улучшенном варианте «Золотого риса».
«Но если бы кто-то заменил 70 процентов потребляемого в настоящее время белого риса многопитательным разнообразием, это могло бы заметно улучшить добавки витамина А уже в дополнение к достаточному количеству железа и цинка в рационе», - подчеркивает исследователь.
Многопитательный сорт риса, испытанный в теплице
Новые линии мультипитательного риса все еще находятся на стадии тестирования. До сих пор растения выращивали в теплице и анализировали на содержание питательных микроэлементов. «Мы и дальше будем улучшать линии, - говорит Бхуллар. Планируется протестировать растения в закрытых полевых условиях, чтобы определить, одинаково ли питательны микроэлементы, а также агрономические свойства в поле, как и в теплице.
Бхуллар надеется, что новые рисовые линии будут испытаны в полевых условиях в следующем году. Но она еще не знает, когда они будут готовы к производству на фермерских полях. «Вероятно, пройдет пять лет, прежде чем мультипитательный рис можно будет использовать для уменьшения скрытого голода», - говорит она.