Křídovitost zrn (tj. zrna s neprůhlednou částí nacházející se v jinak průsvitném bílém endospermu rýže, která má volnou strukturu kvůli neúplné akumulaci škrobu a bílkovin) je při pěstování rýže velkým problémem – je klíčovým faktorem určujícím její kvalitu a cenu. Ovlivňuje výnos při mletí a vlastnosti při vaření, což v konečném důsledku snižuje tržní hodnotu rýže. Významný vliv na křídovitost zrna má tepelný stres, konkrétně vysoké noční teploty. 

Vědci z University of Arkansas System (UADA) prokázali, že potlačením aktivity vakuolární pyrofosfatasy translokující H⁺ (V-PPasa) může být tato nežádoucí vlastnost snížena. Gen pro V-PPasu je hlavním lokusem kvantitativních znaků u rýže indica, který řídí křídovitost zrna a vyšší transkripční aktivita tohoto genu je tak spojena s jejím zvýšením. 

Vědci využili metodu CRISPR-Cas9 k cílení na promotor alely V-PPasy. Narušení genu vedlo k potlačení aktivity V-PPasy během fáze plnění zrna rýže, což snížilo jeho křídovitost. Nová linie rýže měla sedm až 15krát nižší obsah neprůhledných částí a celkově průsvitnější zrna. 

Zajímavé je, že u cílových linií došlo k výrazně nižšímu výskytu křídovitosti i při tepelném stresu. Metabolomická analýza ukázala, že ve vyvíjejících se zrnech cílových linií byly ovlivněny dráhy související s metabolismem škrobu a cukru. Bylo prokázáno, že snížení transkripční aktivity V-PPasy, která pravděpodobně vede ke změně rychlosti metabolismu, včetně biosyntézy škrobu, má za následek kompaktnější balení škrobových zrn a tvorbu průsvitných zrn rýže.

Obr: Kontrastní obsah obilné křídy (bílá, neprůhledná oblast) u divokých linií Nipponbare a vpp5-potlačených linií pěstovaných za kontrolních podmínek nebo vysoké noční teploty. Zdroj fotografií: Vibha Srivastava

Zdroje: 

• https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16317 
• https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20267 
   

Zdroj článku: BIOTRIN