شناسایی پروتئینی که برنج را غنی می‌کند

برنج یک محصول عمده در سراسر دنیا محسوب شده و تقریبا 50 درصد از جمعیت جهان از آن تغذیه می‌کنند.

این محصول از قدرت زیادی در انطباق با محیط برخوردار بوده و در شرایط مرطوب بی‌هوازی و همچنین در مناطق بسیار خشک رشد کرده و در دسترس عموم قرار می‌گیرد.

نیتروژن که همه گیاهان برای رشد به آن نیاز دارند به طور معمول در شکل یون نیترات و یا آمونیوم در خاک وجود دارد که توسط ریشه های گیاه دریافت می‌شود.

برای گیاهان، گرفتن میزان لازم نیترات و آمونیوم بسیار مهم است زیرا دریافت بیش از حد آمونیوم سبب قلیایی شدن سلولهای گیاه شده و دریافت بیش از حد نیترات نیز موجب اسیدی شدن آن می‌شود. در هر صورت، نامیزان بودن تعادل pH به این معنی است که آنزیمهای  گیاه به درستی عمل نکرده و این امر بر سلامت گیاه و عملکرد محصول تاثیر می گذارد.

محققان این پژوهش بر این امر متمرکز شده‌اند که چگونه گیاه برنج می تواند pH خود را در محیط‌های در حال تغییر حفظ کند.

برنج حاوی یک ژن به نام OsNRT2.3است که پروتئینی را ایجاد می‌کند که در حمل و نقل نیترات دخیل است.

این ژن دو نسخه  متفاوت از پروتئین به نامهای   OsNRT2.3a و OsNRT2.3b.  را ایجاد می‌کند. محققان پس از آزمایش این پروتئینها به منظور تعیین نقش هر دو نسخه قادر به فعال و غیر فعال کردن حمل و نقل نیترات، بسته به مقدار pH داخلی سلول گیاه شدند.
 

هنگامی که پروتئین "b" در گیاه برنج به صورت افراطی بیان می‌شود، آنها بهتر قادر به حفظ خود در برابر تغییرات pH در محیط خود هستند. این امر آنها را قادر می‌سازد تا نیتروژن و همچنین آهن و فسفر خیلی بیشتری را دریافت کنند.

در این صورت خاصیت این برنج‌ها تا 45 درصد افزایش یافته و بهره وری استفاده از نیتروژن آنها نیز تا 40 درصد افزایش می‌یابد.

این پژوهش در Proceedings of the National Academy of Sciences  به چاپ رسیده است.