Επιστήμονες από το Διεθνές Ινστιτούτο Έρευνας Ρυζιού (IRRI) ανέπτυξαν ένα πρωτόκολλο ταχύτητας αναπαραγωγής ρυζιού, το οποίο θα επιτύχει 4-5 καλλιέργειες ρυζιού σε ένα έτος - σχεδόν διπλάσιο από ό,τι ήταν δυνατό σε προγράμματα αναπαραγωγής μέχρι σήμερα.
Το πρωτόκολλο αυτό θα είναι σημαντικό για την επιτάχυνση της αναπαραγωγής νέων βελτιωμένων ποικιλιών ρυζιού για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής και των αναγκών του αυξανόμενου παγκόσμιου πληθυσμού.
Με την ονομασία «SpeedFlower», το πρωτόκολλο επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση του φάσματος, της ποσότητας και της έντασης του φωτός, μαζί με τη θερμοκρασία, την υγρασία και άλλες μεταβλητές που επιταχύνουν την ανάπτυξη, την ανθοφορία και την ωρίμανση του ρυζιού.
Είναι κατάλληλο για τη συντριπτική πλειονότητα του ρυζιού που καλλιεργείται παγκοσμίως, συμπεριλαμβανομένου του ρυζιού indica και japonica.
"Μπορούμε πλέον να αναπτύξουμε νέες ποικιλίες ρυζιού υψηλής απόδοσης, ανθεκτικές στο κλίμα και διατροφικά ανώτερες σε πολύ μικρότερη διάρκεια. Πρόκειται για ένα σημαντικό επιστημονικό βήμα προς την κατεύθυνση της σημαντικής ενίσχυσης του γενετικού κέρδους στο ρύζι, συμβάλλοντας τελικά στην παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια", δήλωσαν οι επικεφαλής του προγράμματος Δρ Vikas Kumar Singh, Uma Maheshwar Singh και Pallavi Sinha.
Η επιτυχία της αναπαραγωγής Speed σε άλλες καλλιέργειες οδήγησε στη δημιουργία μιας υπερσύγχρονης εγκατάστασης SpeedBreed στο ISARC στο Βαρανάσι της Ινδίας. Για να επιτευχθεί η αναπαραγωγή ταχύτητας στο ρύζι, η εγκατάσταση έχει προσαρμοστεί με ελεγχόμενες παραμέτρους ανάπτυξης χρησιμοποιώντας πλήρως κλειστούς θαλάμους ανάπτυξης.
"Το SpeedFlower αποδεικνύει τον αξιοσημείωτο αντίκτυπο της αναπαραγωγής ταχύτητας στην έρευνα για τις καλλιέργειες. Με αυτό το πρωτόκολλο, μπορούμε να επιταχύνουμε τις δραστηριότητες διασταύρωσης και αναπαραγωγής, ολοκληρώνοντάς τες μέσα σε 1,5-2 χρόνια αντί για τα συνήθη 6-7 χρόνια που απαιτούνται στον αγρό", δήλωσε ο διευθυντής του ISARC, Dr. Sudhanshu Singh.
Τι είναι το SpeedFlower
Το πρωτόκολλο επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση του φάσματος φωτός, της έντασης, της φωτοπεριόδου, της θερμοκρασίας, της υγρασίας, των επιπέδων θρεπτικών ουσιών και της ορμονικής ρύθμισης για την επιτάχυνση της ανάπτυξης, της ανθοφορίας και της ωρίμανσης του ρυζιού. Απέδειξε ανθοφορία μέσα σε μόλις 60 ημέρες για τις δοκιμασμένες ποικιλίες ρυζιού και πέτυχε μείωση κατά 50% του χρόνου ωρίμανσης των σπόρων, ανεξάρτητα από τη φυσική διάρκεια ανθοφορίας τους.
Ένα υποσύνολο 198 γενοτύπων, που αντιπροσωπεύουν 12 διαφορετικές υποομάδες του Oryza sativa L. από το πρόγραμμα 3.000 γονιδιωμάτων ρυζιού (3K RGP) επιλέχθηκε για την επικύρωση του βελτιστοποιημένου SpeedFlower στην εγκατάσταση αναπαραγωγής ταχύτητας στο ISARC.
Το υποσύνολο επιλέχθηκε με βάση τη μοριακή ποικιλομορφία τους, τη διαφορετική διάρκεια άνθησης και τις γεωγραφικές τοποθεσίες. Σε συνθήκες αγρού, ο χρόνος άνθησης αυτών των γενοτύπων κυμαινόταν από 58 έως 127 ημέρες.
Ωστόσο, όταν καλλιεργήθηκαν υπό το βελτιστοποιημένο SpeedFlower, και οι 198 γονότυποι άνθισαν επιτυχώς σε συντομότερο χρονικό διάστημα 58 ημερών. Η σημαντική μείωση του χρόνου ανθοφορίας του πρωτοκόλλου για τους φωτοευαίσθητους και καθυστερημένους γονότυπους, μαζί με τον αξιοσημείωτο συγχρονισμό μεταξύ των γενεών διαχωρισμού, αντιμετωπίζει ένα σημαντικό σημείο συμφόρησης στα προγράμματα αναπαραγωγής.
Η εγκατάσταση SpeedBreed και το καινοτόμο πρωτόκολλο SpeedFlower σηματοδοτούν ένα σημαντικό άλμα στην αναπαραγωγή ρυζιού, αντιμετωπίζοντας χρονικούς και εποχικούς περιορισμούς. Το βελτιστοποιημένο πρωτόκολλο λειτουργεί για όλες τις διάρκειες ωρίμανσης (πρώιμη, μέση και όψιμη) του ρυζιού indica και japonica και επιτρέπει τη σύγχρονη ανθοφορία.
Συνεργασίες για το SpeedBreed και το SpeedFlower
Το IRRI, που θεωρείται ως πρότυπη εγκατάσταση για την ταχεία αναπαραγωγή του ρυζιού, σχεδιάζει να δημιουργήσει μια κοινοπραξία που θα προσφέρει υπηρεσίες υποστήριξης στα Εθνικά Συστήματα Γεωργικής Έρευνας και Επέκτασης (NARES) και σε ιδιωτικές εταιρείες για τη δημιουργία και τη λειτουργία εγκαταστάσεων ταχείας αναπαραγωγής.
Το πρωτόκολλο θα τελειοποιηθεί περαιτέρω για βελτιωμένη απόδοση και θα πραγματοποιηθούν ολοκληρωμένες δοκιμές σε ένα ευρύτερο φάσμα γενοτύπων ρυζιού. Οι εισηγητές του προγράμματος στοχεύουν στην περαιτέρω συνεργασία με το NARES, συμπεριλαμβανομένων άλλων κέντρων στο πλαίσιο της CGIAR, για την αξιοποίηση της κοινής γνώσης και εμπειρογνωμοσύνης προς τη βελτιστοποίηση του πρωτοκόλλου για άλλες καλλιέργειες.
"Συνεχίζουμε να διευρύνουμε τα όρια της έρευνας για την ανάπτυξη καινοτομιών που είναι επειγόντως αναγκαίες υπό το πρίσμα της αυξανόμενης επισιτιστικής και κλιματικής κρίσης. Αυτή η ανακάλυψη θέτει το νέο πρότυπο προς την κατεύθυνση της επιτάχυνσης των γενετικών κερδών για την παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια", δήλωσε ο προσωρινός γενικός διευθυντής του IRRI, δρ Ajay Kohli.
Η μελέτη πίσω από το πρωτόκολλο πραγματοποιήθηκε υπό την καθοδήγηση των Drs. Vikas Kumar Singh, Uma Maheshwar Singh και Pallavi Sinha και αναπτύχθηκε με τη χρηματοδοτική υποστήριξη του Τμήματος Βιοτεχνολογίας (DBT) της κυβέρνησης της Ινδίας. Η έρευνα διεξήχθη στο πλαίσιο του συνεργατικού ερευνητικού προγράμματος με το Ινδικό Συμβούλιο Γεωργικής Έρευνας (ICAR).