Studie identifiziert Gen, das die Kreidigkeit von hitzegestresstem Reis reduzieren kann

Drückende Temperaturen können das Wachstum und die Erträge mehrerer Getreidearten dämpfen, einschließlich Reis, der von etwa 3,5 Milliarden Menschen weltweit gegessen wird. Obwohl ein Großteil der Forschung zu Hitzestress seine Auswirkungen auf die Quantität untersucht hat, kann er auch die Getreidequalität verschlechtern. Hitzestress ist besonders dafür bekannt, dem Inneren eines Reissamens Kreidigkeit zu verleihen, was, indem es den Mahlvorgang kompliziert und das Korn für Verbraucher weniger schmackhaft macht, auch seinen Marktpreis senkt.

Dennoch wissen die Forscher weniger über die genetischen Faktoren, die zu dieser stressbedingten Kreidung beitragen – und wie man ihr entgegenwirken kann – als sie über Ergebnisse und andere Ergebnisse verfügen.

Harkamal Walia aus Nebraska und Kollegen wollten kürzlich sowohl Gene identifizieren, die mit Kreidigkeit in Verbindung stehen, als auch einen schnelleren und effizienteren Weg finden, um diese Kreidigkeit zwischen verschiedenen Reissorten zu vergleichen. Die Forscher setzten zunächst 229 genetisch unterschiedliche Reispflanzen fünf Tage lang Hitzestress aus und sammelten und scannten dann Körner von jeder dieser Pflanzen.

Mit Hilfe von SeedExtractor, einem von Husker entwickelten Bildanalyseprogramm, fand das Team heraus, dass das Verhältnis von roten zu grünen Wellenlängen, die von den Samen reflektiert werden, helfen könnte, die Menge an Kreide darin abzuschätzen. Ihre Arbeit wird in der Zeitschrift veröffentlicht Grenzen in der Pflanzenwissenschaft.

Nach Einbeziehung dieses Rot-Grün-Verhältnisses in eine genetische Analyse der Reispflanzen lokalisierte das Team ein bestimmtes Gen, OsCG5, das angesichts von Hitzestress besonders aktiv zu sein schien. Die Anzahl der Proteine, die von OsCG5 abstammen – ein Maß für die Genexpression – stieg stark an, kurz nachdem die Forscher die Hitze erhöht hatten. Dieser Anstieg der Genexpression korrelierte auch mit einer geringeren Kalkigkeit in den gestressten Reissamen. Reispflanzen, denen OsCG5 fehlt, reagierten auf Hitzestress mit einer stärkeren Kalkbildung als Pflanzen, die das Gen enthielten. Samen von Pflanzen ohne OsCG5 wurden ebenfalls um 11–17 % kürzer.

Mehr über OsCG5 zu erfahren, könnte die Entwicklung von Reissorten beeinflussen, die weniger kalkhaltige Samen inmitten der Hitzewellen eines sich immer noch erwärmenden Planeten liefern, sagten die Forscher. Die Einbeziehung der Rot-Grün-Pixelanalyse des Teams könnte auch die Identifizierung anderer Kreide-relevanter Gene in Reis und verwandten Getreidepflanzen beschleunigen.