Научный взгляд: новый сорт риса выделяет на 70% меньше метана

Ученые Хунаньского сельскохозяйственного университета выявили химические соединения в корнях риса, определяющие количество выделяемого растениями метана, что позволило им создать новый сорт риса, который выделяет на 70% метана меньше.

Метан, выделяемый рисовыми полями, синтезируется микроорганизмами, расщепляющими органические соединения из корней растений риса. Рис и другие растения выделяют соединения, так называемые корневые экссудаты, для питания почвенных микроорганизмов. Микроорганизмы, в свою очередь, способствуют росту растений, выделяя питательные вещества, которые растения могут поглощать.

Для определения, какие соединения превращаются в метан, исследователи сравнили корневые экссудаты двух разных сортов риса — SUSIBA2, ГМО-сорта с низким уровнем выброса метана, и Nipponbare, не ГМО-сорта со средним уровнем выброса метана.

Было установлено, что корни SUSIBA2 производят значительно меньше фумарата, отмечена корреляция между количеством выделяемого фумарата и обилием архей, выделяющих метан, в окружающей почве.

Для подтверждения роли фумарата, исследователи добавили его в почву с растениями риса, выращенными в контейнерах, что привело к увеличению выбросов метана. Также было показано, что внесение оксантела, химического вещества, которое ингибирует ферментативное расщепление фумарата, эффективно снижает выбросы метана.

В ходе повторного анализа было установлено, что растения SUSIBA2 также выделяют значительно больше этанола. Добавление в почву вокруг растений риса этанола сократило выбросы метана.

Для получения риса с низким уровнем выбросов метана и высокой урожайностью исследователи использовали традиционные методы селекции. Для этого скрестили высокоурожайный сорт риса с сортом (Heijing) с низким уровнем выбросов метана, корневой экссудат которого содержал мало фумарата и много этанола.

Растения риса, полученные в результате этого скрещивания, постоянно выделяли корневой экссудат с низким содержанием фумарата и высоким содержанием этанола (LFHE). В ходе полевых испытаний было установлено, что рис LFHE производит в среднем на 70% меньше метана по сравнению с элитным сортом, от которого он был выведен, и имеет относительно высокую урожайность — в среднем 8,96 тонны на гапо сравнению со средним мировым показателем на 2024 год в 4,71 тонны на га.

Двухлетнее полевое испытание по использованию этанола и оксантела для сокращения выбросов метана в больших масштабах показало, что такая обработка приводит к сокращению выбросов метана на 60% без ущерба для урожайности.

В настоящий момент ведется работа по регистрации сорта риса LFHE в Китае и других странах.

В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят изучение болезней риса и разработку методов их диагностики. Методические рекомендации по выявлению и идентификации возбудителей болезней используют аккредитованные лаборатории Россельхознадзора при карантинных фитосанитарных исследованиях.

Источник: Jin et al., Reducing methane emissions by developing low-fumarate high-ethanol eco-friendly rice. Molecular Plant (2025). DOI: 10.1016/j.molp.2025.01.008