Zdjęcie: Thirawatana Phaisalratana/iStockphoto/Getty Images
Aby zbadać, jakie czynniki wpływają na emisje metanu z korzeni ryżu, Anna Schnürer ze Szwedzkiego Uniwersytetu Rolniczego wraz z zespołem przeprowadziła badania na dwóch odmianach ryżu w laboratorium. Jedna z odmian to japoński szczep Nipponbare, generujący przeciętne ilości metanu, natomiast druga to genetycznie zmodyfikowany szczep o nazwie SUSIBA2, którego emisje metanu są niskie.
Analizy wykazały, że SUSIBA2 wytwarzał mniej fumaranu – kluczowego egzudatu korzeniowego odpowiedzialnego za emisje metanu – niż Nipponbare. Co jednak ciekawe, nawet po zastosowaniu chemicznego środka hamującego rozkład fumaranu, odmiana SUSIBA2 nadal emitowała znacznie mniej metanu. Ujawniono, że musi istnieć inny czynnik, który wpływa na tę różnicę.
Johannes le Coutre z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii w Sydney podkreślił, że badanie to jest doskonałym przykładem solidnej nauki stosowanej do rozwiązania problemu emisji gazów cieplarnianych związanego z uprawą ryżu. „Kluczowym punktem badania jest fakt, że nie zastosowano inwazyjnej inżynierii genetycznej ani technologii modyfikacji genów. Zamiast tego wykorzystano tradycyjne techniki krzyżowania, aby stworzyć nowe linie ryżu, które obniżają emisje metanu” – powiedział le Coutre.
Nowa odmiana ryżu, stworzona dzięki prostym technikom krzyżowania, może zmniejszyć emisje metanu — jednego z najsilniejszych gazów cieplarnianych — aż o niemal trzy czwarte. Ten przełom w rolnictwie może mieć duży wpływ na walkę ze zmianami klimatu i redukcję emisji gazów cieplarnianych pochodzących z upraw rolnych.
Uprawa ryżu odpowiada za około 12 procent antropogenicznych emisji metanu, którego efekt cieplarniany jest aż 25 razy silniejszy niż w przypadku dwutlenku węgla. Metan emitowany jest w procesie biochemicznym zachodzącym w zalanych wodą polach ryżowych. Mikroorganizmy glebowe rozkładają substancje wydzielane przez korzenie roślin – tzw. egzudaty korzeniowe – co korzystnie wpływa na wzrost ryżu, ale jednocześnie prowadzi do uwalniania dużych ilości metanu.
Podczas dwóch lat badań polowych przeprowadzonych w Chinach nowa odmiana wykazała imponujące wyniki. Uzyskano zbiory powyżej 8 ton na hektar, co znacząco przewyższa średnią światową wynoszącą nieco ponad 4 tony na hektar. Dodatkowo, emisje metanu zmniejszyły się o 70 procent w porównaniu z pierwotną odmianą, od której wyprowadzono szczep.
Okazało się, że roślina SUSIBA2 wydzielała wysokie poziomy etanolu, który również hamował emisje metanu. Ta kluczowa obserwacja zainspirowała naukowców do zastosowania tradycyjnych metod krzyżowania w celu stworzenia nowej odmiany ryżu. Naukowcy skrzyżowali wysokoplenną odmianę ryżu z odmianą Heijing, która charakteryzuje się niską produkcją fumaranu i wysokim wytwarzaniem etanolu.
