Geliştirme ekibinden gelen bilgilere göre Çinli araştırmacılar, yüksek verim özelliklerini nesiller boyu koruyabilen ve kendisini klonlanmış tohumlar aracılığıyla kopyalayabilen bir hibrit pirinç türü geliştirdi.
Bilim insanları, bu atılımın, çiftçilerin her mevsim yüksek maliyetli yeni hibrit tohumlar satın alma zorunluluğunu, yani hibrit pirinç üretiminin önündeki en büyük engeli ortadan kaldırarak küresel tarımı kökten dönüştürebileceğini ifade ediyor.
Dünya genelinde yüz milyonlarca insan şiddetli gıda güvensizliğiyle mücadele ederken hibrit pirinç, Afrika’nın bazı bölgelerinde geleneksel çeşitlere kıyasla yaklaşık dört kat daha yüksek verim vaat etmişti. Şayet tüm pirinç üreticileri söz konusu hibrit varyantı ekebilirse, bazı sektör tahminlerine göre küresel pirinç üretimi iki katına çıkabilir ancak hibrit tohumların fiyatı Çin’de kilogram başına 200 yuan‘a (28 ABD doları) ulaşabiliyor. Bu rakam diğer ülkelerde normal pirinç tohumlarından 100 kat daha pahalı seviyeleri görebiliyor.
Dahası, yüksek fiyatlı tohumların yavruları melezlemeden gelen üstün özelliklerini, yani hibrit canlılığını kaybediyor ve çiftçileri her yıl yeniden tohum almaya mecbur bırakıyor.
Çin Tarım Bilimleri Akademisi Çin Ulusal Pirinç Araştırma Enstitüsü’nde (Chinese Academy of Agricultural Sciences’ China National Rice Research Institute) Wang Kejian liderliğindeki araştırma ekibi, tohumların döllenme olmaksızın geliştiği bir süreç olan apomiksis yoluyla neredeyse mükemmel klonal üreme yeteneğine sahip hibrit pirinç geliştirdi.
Henüz hakem değerlendirmesi aşamasında olan çalışma, 17 Ekim tarihinde bioRxiv sunucusunda “Hibrit Pirinci Sabitlemek: Normal Tohum Tutumuna Yakın, %99’dan Fazla Verimli Apomiksis” (Fixing Hybrid Rice: >99% Efficient Apomixis with Near-Normal Seed Set) başlığıyla yayımlandı.
Yeni Fix8 serisi, geleneksel hibritlerle yarışan tohum tutma oranlarıyla yüzde 99,7‘den fazla klonlama verimliliğine ulaşıyor ve kendi kendini kopyalayan bir süper pirinç yaratıyor.
“Tek hatlı” sistem, tohum üretim maliyetlerini yüzde 99 oranında azaltarak fiyatları kilogram başına yüzlerce yuan’dan normal pirinç seviyesi olan birkaç yuan’a düşürebilir.
Wang, 27 Aralık tarihinde China Science Daily’ye “Mevcut çalışma, apomiksis özelliğinin hibrit pirince ilk girişiydi ve ‘0’dan 1’e’ şeklinde nitelendirilebilecek bir atılımdı.” açıklamasında bulundu.
“Ticarileştiğinde, hibrit pirinç tohumlarının maliyeti yarım kilogram başına mevcut 20-100 yuan seviyesinden, geleneksel pirinç seviyesi olan 2-5 yuan’a düşebilir ve doğrudan çiftçilere fayda sağlayabilir.” eklemesini yaptı.
Çin, önemli ölçüde daha yüksek verim elde etmek için genetik olarak farklı iki ebeveynden yetiştirilen hibrit pirince öncülük etti. Ülke, ilk yüksek verimli ticari türleri oluşturdu ve dünyanın en büyük hibrit pirinç üreticisi ve tüketicisi olmayı sürdürüyor fakat hibrit pirinç çiftçiler için daha maliyetli. Zira saklanıp yeniden ekilebilen yerli pirinç çeşitlerinin aksine, her hasattan sonra yeni tohumlar satın almaları gerekiyor.
Pirinç kromozom mühendisliği ve genom düzenleme ekibinin baş bilim insanı olan Wang, uzun süredir hibrit pirinçte apomiksis üzerine odaklanıyor.
Tarım biliminde apomiksis, bir hibritin üstün özelliklerinin sabitlenmesine ve süresiz olarak aktarılmasına izin veren klonal bir üreme yöntemi olarak “kutsal kâse” şeklinde tanımlanıyor.
2017 yılında Wang’ın ekibi, pirinç üremesinde rol oynayan dört geni devre dışı bırakmak için gen düzenleme yöntemini kullanarak hibrit pirincin mayoz hücre bölünmesi ve döllenme sürecini atlamasını sağladı. Ocak 2019’da anılan bulgular Nature Biotechnology’de kapak makalesi olarak yayımlandı ve klonal hibrit pirinç tohumlarının ilk başarılı oluşumu duyuruldu.
Elde edilen başarı geniş yankı uyandırdı. “Hibrit pirincin babası” kabul edilen merhum Yuan Longping, ekibi tebrik ederek “Hibrit pirinçte apomiksisin fizibilitesini gösteren mezkûr çalışma, önemli bir atılım teşkil ediyor… Çalışmaların devam etmesini ve tek hatlı hibrit pirincin üretimde bir an önce uygulanmasını görmeyi umuyorum” dedi.
Wang, China Science Daily’ye verdiği demeçte “Ancak bu ilk strateji hala düşük tohum tutumu ve tetiklenme oranları gibi sorunlarla karşı karşıyaydı.” ifadesini kullandı.
Wang’ın ekibi, en güncel bioRxiv ön baskısında, sözü edilen sorunları tamamen çözdüklerini bildirdi. Bilim insanları, Çin mitolojisindeki “babasız doğum” sembolünden esinlenerek kilit bir pirinç genini Huaxu olarak adlandırdı.
Bahsi geçen geni pirinç ovüllerine aktararak embriyonun döllenme olmadan gelişmesini sağladılar. Klonal gamet tekniğiyle birleştirilen sistem, yüzde 100‘e yakın klonal tohum üretimi sağlıyor.
Ortaya çıkan Fix8 serisi pirinç hatları, yüzde 50 ile yüzde 74 arasında tohum tutma oranlarına ulaştı. Fix8#3, yüzde 74,3‘e ulaşarak geleneksel hibrit pirincin (yüzde 74,9) oranlarına yaklaştı ve yüksek klonlama verimliliğine rağmen yaşanan düşük verim sorununu çözdü.
Fix8 tohumları üçüncü nesle kadar çoğaltıldı ve değişen saha koşulları altında özellik bozulması belirtisi göstermeden yüzde 99,7‘yi aşan bir klonal kalıtım verimliliğini korudu.
Wang, “Şu an ticari standartları karşılayan, yüzde 80’e yakın normal tohum tutma oranına sahip bir apomiksis sistemi kurduk.” açıklamasında bulundu.
Elde edilen başarılar uygulama çalışmalarını hızlandırıyor. Ekip, Çin’in güneyindeki Hainan ve doğusundaki Zhejiang eyaletlerinde birden fazla nesil boyunca test edilen altı farklı klon pirinç çeşidi geliştirdi.
Kaynak: https://www.scmp.com/news/china/science/article/3339007/china-creates-worlds-first-clone-hybrid-rice-could-double-global-output
