Pusa Basmati 1979 和Pusa Basmati 1985水稻品種含有突變的乙酰乳酸合酶 (ALS) 基因,在應用時使得農民可以噴灑廣譜除草劑咪草煙來控制雜草。這樣就無需準備苗圃,先將水稻種子培育成幼苗,然后在 25-35 天后將其連根拔起并在主田中重新種植。這兩個新品種在9月份由印度總理莫迪正式發布。

水稻移栽既費力又費水。在移植后的頭三周左右,植物幾乎每天都要灌溉,以保持4-5厘米的水深。即使在接下來的四到五周作物處于分蘗(莖發育)階段時,農民也會繼續每兩到三天澆水一次。

“水是一種天然除草劑,可以在稻谷作物的早期生長期間處理雜草。新品種只需把部分水換成咪草煙,無需育苗、翻耕、移栽和灌水。你可以直接播種稻谷,就像小麥一樣,”IARI 主任 AK Singh 說。

咪草煙對一系列闊葉雜草、禾本科雜草和莎草科雜草有效,不能用于普通稻田,因為該化學品無法區分作物和入侵植物。水稻中的 ALS 基因編碼一種酶(蛋白質),可合成作物生長發育所需的氨基酸。噴灑在普通水稻上的除草劑會與 ALS 酶結合,抑制它們產生氨基酸。

Basmati新品種包含一個 ALS 基因,該基因的 DNA 序列已使用甲磺酸乙酯(一種化學突變體)進行了改變。因此,ALS 酶不再具有咪唑乙煙酸的結合位點,氨基酸合成也不會受到抑制。水稻現在可以耐受咪草煙除草劑,施用時只會殺死雜草。

Singh指出,這是通過突變育種實現的除草劑耐受性,而不是轉基因。這里沒有任何外來基因。

Pusa Basmati 1979 和1985 都是通過將現有流行品種(分別是 Pusa 1121 和 Pusa 1509)與“Robin”雜交培育而來。后者是源自旱地耐旱水稻品種 Nagina 22 的突變系。來自哥印拜陀泰米爾納德邦農業大學的水稻育種者 SRobin 鑒定了該突變體的咪草煙耐受性。

旁遮普邦和哈里亞納邦的農民已經開始采用水稻直播 (DSR)來應對勞動力短缺和地下水位枯竭的問題。僅今年一年,這兩個州的稻田總面積為 443 萬公頃,其中大約 60 萬公頃采用的是 DSR。

DSR 栽種目前基于兩種除草劑,即二甲戊靈(播種后 72 小時內施用)和雙草醚(18-20 天后)。正如 Singh 指出的那樣,“這些比咪草煙貴(1,500 盧比vs. 300 盧比/英畝)。此外,咪草煙具有更廣泛的雜草控制范圍并且更安全,因為人類和哺乳動物中不存在 ALS 基因。即使在耐除草劑的水稻中,這種化學物質也只針對雜草有效。”

水稻移栽通常需要大約 30 次灌溉,相比于水稻移移栽,估計DSR需要的水量減少了 30%,每英畝節省 3,000 盧比的移栽人工費用,并且由于無需準備苗圃,還節省了 10-15 天的時間成本。但 DSR 的成功取決于有效的除草劑解決方案,比如培育耐咪草煙的品種。