Rewolucja w uprawie ryżu: Zmniejszenie emisji metanu dzięki nowej odmianie
Nowa odmiana ryżu, stworzona dzięki tradycyjnym metodom krzyżowania, ma szansę zrewolucjonizować rolnictwo. Według badań naukowych, może ona zmniejszyć emisję metanu – jednego z najpotężniejszych gazów cieplarnianych – aż o 70 procent. To ogromny krok w stronę minimalizowania wpływu rolnictwa na zmiany klimatyczne.
Dlaczego ryż jest źródłem metanu?
Uprawa ryżu odpowiada za około 12 procent antropogenicznych emisji metanu. To imponująca liczba, biorąc pod uwagę, że gaz ten ma efekt cieplarniany aż 25 razy silniejszy niż dwutlenek węgla. Proces ten wiąże się z unikalnym środowiskiem charakterystycznym dla upraw ryżowych – zalanych wodą polach, znanych jako mokradła ryżowe.
W tych środowiskach żyją mikroorganizmy glebowe, które rozkładają związki chemiczne zwane eksudatami korzeniowymi. Chociaż mikroby te produkują substancje odżywcze wykorzystywane przez rośliny, skutkiem ubocznym jest również uwalnianie metanu. To wynika z rozkładu specyficznych związków organicznych wydzielanych przez korzenie ryżu.
Przełomowe badania nad emisją metanu
Anna Schnürer ze Szwedzkiego Uniwersytetu Nauk Rolniczych wraz ze swoim zespołem postanowiła zbadać mechanizmy odpowiedzialne za emisję metanu w hodowli ryżu. W ramach eksperymentów w warunkach laboratoryjnych analizowano dwa różne szczepy ryżu. Jeden z nich to popularna japońska odmiana Nipponbare, charakteryzująca się standardowym poziomem emisji metanu. Drugi szczep, o zmniejszonej emisji, to odmiana genetycznie zmodyfikowana o nazwie SUSIBA2.
Wyniki badań wykazały, że odmiana SUSIBA2 wytwarzała znacznie mniej fumaranu – jednego z głównych eksudatów korzeniowych odpowiedzialnych za produkcję metanu. Nawet po zastosowaniu substancji hamującej rozkład fumaranu przez bakterie, poziom emisji metanu w przypadku szczepu SUSIBA2 był znacznie niższy niż w przypadku Nipponbare. To sugerowało istnienie jeszcze innego czynnika wpływającego na różnice w emisjach.
Ostatecznie odkryto, że roślina SUSIBA2 wydziela większe ilości etanolu – substancji, która hamuje mikrobiologiczne procesy odpowiedzialne za produkcję metanu. To przełomowe odkrycie wskazało nowe kierunki dla modyfikacji upraw ryżowych.
Tradycyjne metody krzyżowania w walce z emisjami
Zamiast sięgać po skomplikowane techniki modyfikacji genetycznej, naukowcy opracowali nową odmianę ryżu, korzystając z metod tradycyjnego krzyżowania. Połączono odmianę o wysokich plonach z tzw. odmianą Heijing, znaną z niskiej emisji fumaranu i wysokiej produkcji etanolu.
Efekty tej pracy okazały się imponujące. W ciągu dwóch lat prób polowych w Chinach nowa odmiana osiągnęła plony przekraczające 8 ton z hektara. To wynik znacznie przewyższający globalną średnią, która wynosi nieco ponad 4 tony. Co więcej, emisja metanu z nowych upraw była o 70 procent niższa niż w przypadku odmiany wyjściowej.
Eksperci o znaczeniu odkrycia
Johannes le Coutre z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii w Australii podkreśla znaczenie badań zespołu Schnürer. „Najważniejsze w tym badaniu jest to, że naukowcy nie używali zaawansowanych technologii inżynierii genetycznej czy transgenezy” – mówi le Coutre. „Zamiast tego skorzystali z tradycyjnych technik krzyżowania, aby stworzyć odmiany ryżu, które ograniczają syntezę metanu”.
Dzięki temu podejściu nowa odmiana ryżu może znaleźć szerokie zastosowanie w praktyce rolniczej, a jednocześnie nie wiąże się z obawami dotyczącymi genetycznej modyfikacji organizmów. To krok w kierunku bardziej zrównoważonego rolnictwa, który może pomóc w ograniczaniu zmian klimatycznych na całym świecie.
