A nagyobb terméshozamot úgy sikerült elérni, hogy egy rizsfajta genomjához hozzáadták egyik saját génjének egy plusz másolatát. A módosítás hatására a növény több tápanyagot vesz fel, hatékonyabban fotoszintetizál és hamarabb virágzik, amelyek mindegyike hozzájárul a termés növekedéséhez.

A szakértők szerint is elképesztő és példátlan, hogy egyetlen gén révén ilyen hatalmas, átfogó javulást sikerült megvalósítani a haszonnövény működésében. A kutatók azt remélik, hogy a megoldás más növények kapcsán is reprodukálható lehet, és hasonlóan egyszerű módosításokkal más termesztett növényeket is nagyobb termésre lehet ösztökélni.

Hogy egy növény mennyit terem, az rendkívül komplex kérdés, hiszen nagyon sok minden befolyásolja a termés mennyiségét. A biotechnológusok ettől függetlenül évtizedek óta vadásznak olyan egyszerű génmódosításokra, amelyekkel érdemben befolyásolni lehet a termés nagyságát, de mostanáig nem jártak átütő sikerrel.

Az utóbbi években a vonatkozó kutatások egyre inkább azon gének felé fordultak, amelyek más gének működését szabályozzák, hiszen ezek által átfogóbban lehet hatni a növényi szervezetekre. A kukorica esetében találtak is egy olyan szabályozó gént, amelynek módosítása 10 százalékkal több termést eredményez. Ez óriási eredmény, hiszen a hagyományos növénynemesítéssel 1 százalék körüli növekedést lehet elérni évente.

A rizzsel kapcsolatos még jelentősebb áttörés egy kínai kutatócsoport munkájának köszönhető. A szakértők 118 rizs- és kukoricagént vizsgáltak meg, amelyek mindegyike a fotoszintézisben vélhetően fontos szerepet játszó transzkripciós faktorokat kódol. A kutatók azt vizsgálták, hogy a kérdéses gének aktívak-e a nitrogénszegény talajban növő rizsben, mert ha aktívak, az annak a jele lehet, hogy javítják a tápanyagok felvételét a talajból. Ha pedig sikerül egy ezt lehetővé tevő gént azonosítani, annak normál talajon való aktiválása növelheti a termés mennyiségét.

A kutatók 13 gén azonosítottak, amely jó jelöltnek tűnt, és ötről ezek közül igazolták, hogy legalább négyszeresére növeli nitrogénfelvételt. Amikor a gének egyike, az OsDREB1C egy plusz másolatát beillesztették a Nipponbare nevű rizsfajta genomjába, gyorsabban növekedő és hosszabb gyökerű növényt kaptak eredményül a kontrollnövényeknél. A gén gátlása ugyanakkor lassabb növekedést és rövidebb gyökereket eredményezett.

Izotópos nyomkövetéssel azt is sikerült igazolni, hogy a plusz génmásolattal rendelkező növény valóban több nitrogént vesz fel, amit a hajtásokba is eljuttat. Ettől javult a fotoszintézis működése, a kloroplasztiszok száma egyharmadával nőtt a levelekben, míg az egyik fontos fotoszintézis-enzim szintje 38 százalékkal emelkedett.

A gént ezt követően egy másik magas terméshozamú rizsfajta genomjába is bejuttatták, amelyet egész Kínában termesztenek. A módosított növény a több éves tesztelés során 40 százalékkal többet termett, mint a kontrollváltozat, ami egészen döbbenetes. A génmódosított növény nagyobb és több szemet hozott, valamint hamarabb virágzott, aminek számos előnye lehet a melegedő éghajlatokon.

A szakértők elmondása szerint a kérdéses gén más haszonnövényekben is jelen van, és az extra másolat genomba iktatása az eddigi kísérletek alapján ezekre is hasonlóan átütő hatással lehet. A módosítást eddig a rizsen kívül a lúdfüvön próbálták ki, amely szintén jelentősen többet termett.

A kutatók szerint az új rizsváltozat és a többi hasonlóan módosított növény talán elfogadhatóbb lesz azok számára is, akik alapvetően idegenkednek a génmódosított növényektől és élelmiszerektől. Jelen esetben nem arról van szó, hogy idegen vagy mesterséges gént juttatnak a genomba, hanem csak a növény saját génjének egy extra másolata kerül be a génállományba, ami társadalmi és törvényi szinten is megkönnyítheti az engedélyeztetést. Ez pedig alapvető fontosságú, hiszen a hasonló módosítások nagyon fontosak lehetnek a világ népességének élelmiszerrel való ellátását a következő időszakban.