Rýže je základní jídlo pro více než polovinu světové populace. Předtím, než může být zrno rýže vytvořeno, musí být odstraněna nejvzdálenější vrstva slupky. Další vrstva, nazývaná otruby, je často také odstraněna, aby vyběhla rýže.
Tradičně byly tyto vrstvy odstraněny bušením neloupané rýže s pesty do malty a poté vyhrály zrna z plev. Dnes se mechanické válečky vrhnou v procesu zvaném mletí a v důsledku toho se rozbijí některá z zrn rýže. Zlomení se zvyšuje, pokud zrna mají vlastnost nazývanou křídkovství. Protože křída snižuje zotavení komerčně přijatelného zrna, snižuje kvalitu.
Rýže se říká, že je křídová, pokud po frézování má velký zlomek zrn rozsáhlých částí, které jsou spíše neprůhledné než průsvitné. Křehká je také křehká. Rozdíl mezi neprůhlednými a průsvitnými zrny však během vaření zmizí a křída nemá žádný vliv na chuť nebo vůni.
Křída je měřena křídovou rychlostí zrna, což je podíl křídových zrn mezi všemi zrny rýže a stupně křídy, což odráží rozsah křídy v nich.
Křída v odrůdách rýže je ovlivněna mnoha geny a faktory prostředí, jako je vysoká teplota a dostupnost živin. Vědci se tak dlouho snažili najít způsoby, jak omezit křídlo. Nedávno přišel průlom v práci týmu ze zemědělské vysoké školy univerzity Yangzhou v Yangzhou v Číně. Vědci identifikovali gen, který jmenovali Chalk9které zjistili, že ovládá křídlo v mnoha odrůdách rýže.
Jejich zjištění byla hlášena v červenci v časopise Přírodní komunikace. Identifikace genu dává vědcům popisovač ke snížení křídy napříč odrůdami rýže.
Označování proteinu
Vědci sekvenovali genom 175 odrůd rýže, které mezi nimi vykazovaly širokou variaci v jejich křídovém vlastnosti, měřeno křídovou rychlostí zrna a stupně křídy. Zjistili více než dva miliony rozdílů v sekvencích genomu. Poté hledali souvislost mezi alternativními verzemi jednotlivých variací DNA sekvence a závažností křídy rozmanitosti.
Tímto způsobem tým identifikoval malý úsek DNA na chromozomu 9, jehož přítomnost nebo nepřítomnost významně korelovala s tím, zda odrůda vykazovala nízkou nebo vysokou křídkost. Odrůdy s nízkým křídlem obsahovaly segment a vykazovaly vyšší expresi Chalk9 v endospermech ve srovnání s odrůdami s vysokou křídkou. Endosperm je součástí neloupaného zrnu, které tvoří většinu frézované rýže.
Segment DNA, který tým našel, obsahoval místa, která jsou rozpoznána a vázána proteiny nazývanými transkripční faktory. Jeden z nich, nazývaný OSB3, byl vysoce vyjádřen v endospermu. Když se OSB3 navázáno na DNA, aktivovala expresi Chalk9 gen. Protein OSB3 nedokázal spustit tuto genovou expresi v odrůdách rýže, z nichž tento segment DNA chyběl.
Na základě Chalk9 Geneova sekvence DNA vědci předpověděli, že kódoval protein patřící do třídy enzymů zvaných e3 ubikvitin ligázy. E3 ubikvitinové ligázy spolu s dalšími třemi proteiny s názvem ubikvitin, enzym aktivující ubikvitin (E1) a enzym konjugující ubikvitin (E2), připojené ubikvitinem k vybraným cílovým proteinám. Toto značení se nazývá ubikvitinace proteinu – a označilo proteiny pro degradaci.
Výroba, skladování škrobu
Vědci chtěli zjistit, co dělá některá rýžová zrna křídová. Nejprve zjistili, že protein Chalk9 může připojit malé „značky“ (známé jako ubikvitin) k jinému proteinu zvanému OSEBP89. Označování OSEBP89 způsobilo, že byla zničena buňkou.
Na tom bylo záleželo, protože OSEBP89 bylo shledáno jako spínač napájení. Zapnul dva druhy důležitých genů. Jeden, volal WxPomohl rýžové zrna vyrobit amylózu, velkou, škrobovou molekulu postavenou z cukru. Druhý druh, SSP Geny, vyrobené proteiny pro skladování škrobu do rýžového zrna.
Když OSEBP89 chyběl (např. Proto, že byl smazán), tyto geny se příliš nezapnuly a zrna rýže skončila méně křídovým. Pokud však bylo příliš mnoho OSEBP89, tyto geny jsou příliš zapnuty a rýže se stala ještě křídovou.
Pro testování tohoto systému vědci vložili protein OSEBP89 do laboratorní směsi se všemi značkovacími stroji: E1, E2, Chalk9 a Ubiquitin. OSEBP89 byl označen a zničen. Pokud však byl gen Chalk9 jen trochu upraven, protein OSEBP89 unikl značkování a zůstal kolem.
Proč vědci nenašli OSEBP89 při svém původním vyhledávání? Ukázalo se, že téměř každý typ rýže – tj. 4 726 kultivovaných odrůd – měl stejnou verzi genu, který kódoval OSEBP89. Vzhledem k tomu, že se nelišil od rozmanitosti k rozmanitosti, tým nezjistil na prvních obrazovkách pro příčiny křídla. To je to, jak Chalk9 působil na OSEBP89, který udělal skutečný rozdíl.
Sklon k zlomení
Vědci zkoumali 127 odrůd rýže archivovaných od padesátých do dvacátých let a zjistili, že frekvence Chalk9 Geneova verze s nízkou křídou, Chalk9-L, byl před rokem 1990 relativně nízký, ale poté se výrazně zvýšil.
Před rokem 1990 byla většina odrůd rýže přenášena Chalk9-H, verze s vysokou křídou. Je zřejmé, že programy šlechtění rýže byly nevědomky vybrány Chalk9-L Chcete -li snížit křídu, a tak zlepšit kvalitu zrna. Nyní mohou chovatelé dosáhnout tohoto cíle v jednom kroku jednoduše představením Chalk9-L do odrůd rýže, ze kterých chybí.
Hladiny OSEBP89 zůstávají vysoké od odrůd, které nesou Chalk9-H verze, která zvyšuje syntézu škrobu, a tak tvoří křídový endosperm. Naproti tomu Chalk9-L verze vylepšuje Chalk9 Exprese, podpora degradace OSEBP89.
Vědci napsali, že „podporou degradace OSEBP89, Chalk9 Funguje jako „brzda“ pro omezení hromadění a skladování škrobu “. Snížení hladin OSEBP89 se vypnulo Wx a SSP Exprese, uzavření syntézy produktu skladování, a tím vede k průsvitným zrnům a lepší kvalitě rýže.
DP Kasbekar je vědec v důchodu.
Publikováno – 17. srpna 2025 06:30
