Ryż trawiasty zyskuje przewagę konkurencyjną dzięki swoim dzikim sąsiadom

Ryż zachwaszczony to szkodnik rolniczy o globalnym wpływie gospodarczym. Jest to agresywny chwast, który konkuruje z ryżem uprawnym i powoduje miliardowe straty na całym świecie. W samych Stanach Zjednoczonych straty w plonach spowodowane chwastami ryżowymi mogłyby wyżywić dodatkowe 12 milionów ludzi rocznie.

Badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Waszyngtońskim w St. Louis dostarcza nowego wglądu w zmiany genetyczne, które dają ryżowi trawiastemu przewagę nad ryżem uprawianym w tropikalnych regionach świata. Pisać w Komunikacja przyrodniczaNaukowcy podają, że jedną z tajnych broni ryżu zachwaszczonego jest rozwiązłość: ryż zachwaszczony łatwo krzyżuje się z naturalnie występującym dzikim ryżem rosnącym w pobliżu – podają naukowcy.

Biologiczny Kennetha OlsenaPrzy prowadzeniu tych badań George William i Irene Kochig-Fryberg, profesor biologii w dziedzinie sztuki i nauk ścisłych, współpracowali z partnerami z Chin, Malezji i Tajlandii. Naukowcy przeanalizowali sekwencje całego genomu 217 próbek ryżu dzikiego, zachwaszczonego i uprawnego i odkryli, że hybrydyzacja ryżu dzikiego z chwastami znacząco przyczyniła się do ewolucji ryżu zachwaszczonego w Azji Południowo-Wschodniej.

„W przypadku ryżu bariery w przepływie genów między rośliną uprawną a jej dzikimi krewnymi są bardzo niskie w porównaniu z innymi gatunkami roślin uprawnych” – stwierdził Olsen. „Te porowate granice w ryżu mogą ułatwić ewolucję i adaptację szkodliwych krewnych roślin uprawnych”.

Kennetha Olsena

Rolnicy uprawiający ryż uprawiają swoje pola w Tajlandii.

Ogólnie rzecz biorąc, różnorodność genetyczna ryżu uprawianego w Azji Południowo-Wschodniej jest wyższa niż w Stanach Zjednoczonych. W tej części świata istnieje ogromne zapotrzebowanie rynku na ryż, a czynniki klimatyczne i środowiskowe również odgrywają rolę w wyborach dokonywanych przez rolników podczas uprawy ryżu.

„Rolnicy w kontynentalnej Azji Południowo-Wschodniej, w tym w Tajlandii, Birmie i Wietnamie, w większości wyspiarskich regionów Indonezji, Filipin i części Malezji uprawiają szeroką gamę odmian ryżu nizinnego i wyżynnego” – powiedział PK Song, malezyjski badacz ryżu chwastowego. Jest kolejnym podobnym autorem nowego badania. „Należą do nich nowoczesne elitarne odmiany i tradycyjne rasy lokalne”.

Hodowcy ryżu w Azji Południowo-Wschodniej przeszli w kierunku stosowania niektórych z tych samych technik zmechanizowanej uprawy, których używają obecnie przemysłowi hodowcy ryżu w Stanach Zjednoczonych.

Jednak po wylądowaniu w ziemi sadzonki ryżu uprawiane w Azji Południowo-Wschodniej przyczepiły się do dzikich roślin ryżowych, które nadal rosną wzdłuż uprawianych pól ryżowych. To coś, co nie zdarza się na amerykańskich polach ryżowych.

„Przodek pospolitego dzikiego ryżu, Oryza rufipogon„Nie występuje w regionach o klimacie umiarkowanym, w tym w Stanach Zjednoczonych, Azji Północno-Wschodniej i Europie” – powiedział Song. „Przekraczanie ryżu uprawnego i dzikiego na amerykańskich polach jest niemożliwe”.

Piosenka B.K

Kiedy ryż zachwaszczony i ryż dziki krzyżują się, w ryżu zachwaszczonym mogą powstać swobodnie połamane nasiona, co daje chwastom przewagę.

W swoim nowym badaniu Olsen i jego współpracownicy ustalili, że hybrydyzacja ryżu dzikiego i ryżu chwastów w Azji Południowo-Wschodniej umożliwiła niektórym chwastom lepsze przystosowanie się do roli chwastów rolniczych, zapewniając im przewagę konkurencyjną nad ryżem uprawnym. Na przykład niektóre chwasty bardzo skutecznie rozprzestrzeniają swoje nasiona na polach ryżowych, ponieważ zawierają genetyczną wersję dzikiego ryżu, która powoduje, że nasiona swobodnie odrywają się od łodygi ziarna.

Odkrycia genomu wykazały również, że ryż zachwaszczony w Azji Południowo-Wschodniej wyewoluował swoje podstępy kilkoma różnymi ścieżkami ewolucyjnymi przebiegającymi równolegle, w tym niektórymi chwastami, które zostały udomowione lub stały się zdziczałe po rozpoczęciu uprawy ryżu, a także chwastami, które zmieniły się wraz z pojawieniem się ryżu . Wynik hybrydyzacji z dzikim ryżem.

„Nasze badanie podkreśla, jak adaptacyjne wprowadzenie – innymi słowy przepływ genów – od dzikich gatunków może przyczynić się do ewolucji chwastów rolniczych” – powiedział Olsen. „Wiemy, że ten proces zachodzi od jakiegoś czasu, ale jest to pierwsze badanie, które dostarcza szczegółowej charakterystyki genomicznej tego zjawiska.

„Ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że udomowienie upraw to stopniowy proces ewolucyjny, a nie wydarzenie jednoetapowe” – powiedział. „Podobnie uważam, że ryzykujemy nadmierne uproszczenie obrazu, oznaczając każdą roślinę ryżu jako dziką, chwastową lub uprawną. Rzeczywista dynamika jest znacznie bardziej złożona”.

Tym samym trwa globalna walka ze szkodliwym ryżem, na frontach równych liczbie pól.

„W Tajlandii istnieje wiele sposobów radzenia sobie z inwazją chwastów ryżowych na uprawianych polach ryżowych” – mówi Tonava Posadi, kolejna współautorka badania. „Na przykład niektórzy rolnicy odcinają grona kwiatowe lub używają środków chemicznych do usuwania chwastów , które są wyższe od ryżu.” Uprawne Niektórzy rolnicy decydują się na pozostawienie pól odłogiem na kilka lat.

„Jednakże zarządzanie chwastami w Tajlandii nie przyniosło jak dotąd sukcesu, ponieważ ryż chwastów pod wieloma względami lepiej się przystosowuje niż ryż uprawny, z wyjątkiem jakości gotowania ziaren!”

Chanii Manichot

Chwasty ryżowe to agresywny chwast, który konkuruje z ryżem uprawnym. Tutaj ryż trawiasty to jasna trawa, która rośnie wyżej niż plony na polu w Tajlandii.

Artykuł ten został ponownie opublikowany na stronie internetowej Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis. Przeczytaj oryginalny tekst Tutaj.