Virus žute pege riže (RIMV) je odgovoran za velike gubitke useva u Africi, posebno među malim poljoprivrednicima. Istraživački tim je sada proizveo linije pirinča koje su otporne na bolest pomoću uređivanja genoma.
Sorte pirinča, čiji razvoj tim opisuje u Plant Biotechnologi Journal, su preliminarni korak ka stvaranju otpornih lokalno prilagođenih elitnih sorti za male proizvođače hrane u Africi.
RIMV je RNK virus koji se širi bubama i direktnim kontaktom od lista do lista. U Africi, gde većina proizvođača obrađuje parcele veličine jedva jedan hektar, između deset i sto posto žetve pirinča redovno se gubi zbog ovog virusa. To ga čini problemom opasnim po život najsiromašnijih farmera.
Ne postoji efikasna zaštita od virusa. „Jedina prava zaštita je razvijanje sorti pirinča koje poseduju gen otpornosti na RIMV, što bi biljku učinilo neranjivom“, kaže dr Jugander Ara, vodeći autor studije koja je sada objavljena u Plant Biotechnologi Journal.
Istraživački tim sa Instituta za molekularnu fiziologiju u HHU (na čelu sa profesorom dr Volfom B. Fromerom) i Institutom de recherche pour le developpement (IRD) u Monpeljeu, Francuska, razvio je takve otporne linije pirinča.
Trenutno su poznata tri gena otpornosti; mutacije u samo jednom genu, RIMV1, 2 i 3, dovoljne su za postizanje rezistencije. Otporni oblik rimv2 javlja se kod sorti afričkog pirinča sa slabim prinosom (Oriza glaberrima). RIMV2, takođe poznat kao CPR5.1, kodira esencijalni protein iz pora ćelijskog jezgra.
U modelnoj biljci Arabidopsis thaliana, gubitak jedine kopije gena CPR5 rezultira širokim spektrom otpornosti na viruse, bakterije i gljivice. Međutim, rast je ozbiljno ograničen; biljke pokazuju spontane lezije i daju niske prinose. Dakle, bilo je važno testirati da li se otpor rimv2 može preneti na druge sorte pirinča bez negativnih posledica.
U Africi se uglavnom koriste druge visokoprinosne sorte pirinča zasnovane na azijskoj vrsti Oriza indica, a one nemaju gen otpornosti. Ubacivanje relevantnog gena, međutim, nije naročito obećavajući pristup jer su potomci takvih hibrida „među vrstama“ veoma sterilni i stoga ne mogu lako da se reprodukuju i prenesu otpornost.
Koristeći CRISPR/Cas metod za uređivanje genoma, istraživačka grupa je sada pokazala da se mutacije gena RIMV2 mogu proizvesti u azijskoj sorti pirinča koje ga čine otpornim na virus na sličan način kao i afrički oblik. U sledećem koraku, cilj je da se relevantne afričke elitne sorte uređuju na isti način kako bi bile dostupne afričkim malim proizvođačima. Pomoć ovim poljoprivrednicima je cilj međunarodnog istraživačkog konzorcijuma „Healthi Crops“ na čijem je čelu HHU.
Biljke imaju nasledne mehanizme koji su bili korisni za preživljavanje u ranim danima evolucije, ali je sada veća verovatnoća da će biti štetni. Kukuruz je dobar primer za ovo: gen uzrokuje da se zrna pobace kada prevladavaju uslovi suše u vreme đubrenja. Ova osobina uzrokovana genom bila je dobra za divlje višegodišnje pretke današnjih biljaka kukuruza, ali ima štetan uticaj na prinos jednogodišnjih biljaka koje se sada koriste u poljoprivredi.
Slična je situacija i sa pirinčem koji se ovde ispituje. Profesor Frommer kaže: „Ova osobina otpornosti se može pripisati gubitku funkcije gena koja nije neophodna. Ako potpuno isključimo gen, biljke se ponašaju normalno. Međutim, kao rezultat gubitka funkcije gena, one su otporan na virus.“
Dr Eliza Loo, vođa grupe za zdrave useve, dodaje: „To je, da tako kažem, arhetip, koji je bio koristan za njegove pretke, ali koji sada dovodi do razornih gubitaka useva u periodima suše. Čini se da je svrsishodno da se ovaj gen isključi. i nema očigledne neželjene efekte.“
Iznenađujuće, ni isključivanje blisko povezanog gena CPR5.2 niti dva gena RIMV 2 i CPR5.2 — barem u uslovima staklene bašte — ne dovodi do oštećenja. Takođe je vredno napomenuti da gubitak CPR5.2 ne dovodi do otpornosti na RIMV. Sve ukazuje da je uređivanje gena RIMV2 obećavajući pristup u borbi protiv bolesti pirinča u Africi.
