Araştırmacılar daha iyi ve daha az toksik olan bir pirinç türü üretti

Pirinç, dünya nüfusunun neredeyse yarısı için temel bir besin kaynağıdır. Ancak arpa ve buğday gibi diğer tahıllara göre topraktan daha fazla kadmiyum emer. Paylaşılan raporlara göre, pirinç, toksik bir ağır metal olan kadmiyumun toplamda tüketimimizin %40-65'ini oluşturuyor. Kadmiyumla kontamine olmuş pirinçleri tüketen kişiler, aşırı kadmiyum tüketiminde ortaya çıkan 'Itai-itai' hastalığı gibi durumlarla bağlantılı olan bir tehlikeyle karşı karşıya kalırlar.

Temiz toprak ithal ederek, suyu yöneterek ve kirlenmiş toprağı biyokömür ve kireçle nötrleştirerek pirinçteki kadmiyum miktarını azaltmak için önceden çabalar gösterilmiştir. Ancak, bu teknikler çok zaman ve para gerektirir. Bu durumu ele alan bilim insanları, daha az kadmiyum biriktiren bir pirinç türü yetiştirmek için melezlemeyi kullandılar.

Okayama'daki Bitki Bilimleri ve Kaynakları Enstitüsü'ne bağlı Profesör Jian Feng Ma, “Uzun süredir pirinç ve arpada kadmiyum birikim mekanizmaları üzerinde çalışıyoruz ve birikiminde rol oynayan birkaç anahtar gen belirledik” diyor. (Yakın zamanda Profesör Ma, Nature Food dergisinde bu süreçte rol oynayan genetik mekanizmaları detaylandıran detaylı bir makale yayınladı.) Profesör Ma ve araştırma ekibinin üyeleri, 132 pirinç çeşidini incelediler ve OsNramp5 geninin, art arda kopyalandığında, Hindistan, Kerala'da üç bin yıldır yetiştirilen bir tür pirinç olan Pokkali'de kadmiyum birikimini azaldığını keşfettiler. OsNramp5 geni, daha önceki araştırmalara göre pirinçte bir kadmiyum ve manganez taşıyıcı proteini kodlar. Aynı gen art arda kopyalandığında, her iki mineralin de kök hücrelere emilimini artırır ve sonuç olarak, manganez ve kadmiyum, hücrelerde yer değiştirmek için rekabet eder ve bu da bu tahıllarda kadmiyum birikimini engeller.

OsNramp5'in, tuzlu kıyı topraklarında yetişebilen 132 pirinç katılımından sadece birinde olan Pokkali pirinç türünde doğal olarak mevcut olduğu keşfedildi. Araştırmacılar ayrıca OsNramp5'in seviyelerinin Pokkali'nin köklerinde diğer türlere oranla yaklaşık iki kat daha fazla olduğunu keşfettiler.

Pokkali, son derece düşük kadmiyum depoladığından, bilim insanları, Japonya'da çok popüler olan ancak nispeten yüksek seviyelerde kadmiyum biriktiren bir pirinç çeşidi olan Koshihikari'deki kopyalanmış OsNramp5 geni ile birleştirdiler. Profesör Ma, hedefe yönelik bu melezlemeyi insanlara nasıl yardımcı olabileceğini açıklayarak, “Kadmiyum birikimindeki doğal varyasyonlara dayanarak pirinç tanesinde farklı kadmiyum birikiminden sorumlu bir gen belirledik. Daha sonra, tahılda düşük kadmiyum birikimi olan pirinç çeşitlerini başarılı bir şekilde yetiştirmek için bu geni uyguladık.”dedi.

Ekip, kopyalanmış gene sahip Koshihikari pirinci çeşidinin, tahıl kalitesinden veya veriminden ödün vermeden önemli ölçüde daha düşük miktarlarda kadmiyum biriktirdiğini buldu. Düşük kadmiyum biriktiren pirinç çeşidinin faydalarını şu şekilde açıkladı: Profesör Ma, “Kadmiyum toksik bir ağır metaldir ve sağlığımızı besin zinciri yoluyla tehdit eder. Çalışmamız, güvenli ve sağlıklı gıda üretimine katkıda bulunan düşük kadmiyum birikimine sahip pirinç çeşitlerinin ıslahı için faydalı bir materyal sağladı. Bu genin, düşük kadmiyum birikimine sahip farklı pirinç çeşitlerinin yetiştirilmesinde yaygın olarak kullanılacağını umuyoruz. Bu bizi kadmiyum zehirlenmesinden koruyacaktır.”