Учёные создали устойчивый к афлатоксину арахис

Учёные из Центра наук о растениях Дональда Данфорта (Сент-Луис, США) и их коллабораторы из Международного института исследований сельскохозяйственных культур в полузасушливых тропиках (ICRISAT, Хайдарабад, Индия), Министерства сельского хозяйства США (USDA) и Университета штата Луизиана совершили прорыв, подавив продуцирующий афлатоксин грибок в арахисе. Это открытие может значительно повысить безопасность продуктов и сократить потери от загрязнения этим ядовитым канцерогеном. Результаты опубликованы в Plant Biotechnology Journal.

Афлатоксины представляют серьёзный риск для здоровья людей и животных во всём мире и приводят к огромным потерям продовольствия. Эти токсины производят плесени Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus, поражающие арахис, кукурузу, хлопчатник и перец. Они подавляют иммунную систему, замедляют рост у детей и могут вызывать рак печени. Грибок может годами оставаться в почве в спящем состоянии, заражая кукурузу и арахис во время засухи и жары. Загрязнение также происходит при хранении зерна в жарких, влажных и плохо проветриваемых условиях. Поскольку афлатоксины — сильные канцерогены, в США запрещена продажа и экспорт продуктов с уровнем афлатоксина выше 20 частей на миллиард (ppb). Стандарты ЕС строже — порог составляет 2 ppb.

«Растительные дефензины проявляют мощную противогрибковую активность против ряда экономически важных патогенов. Очень интересно видеть успешное применение этой технологии для снижения заражения Aspergillus до сбора урожая и уменьшения бремени микотоксинов в генетически модифицированном арахисе. При коммерческом внедрении эта технология имеет значительный потенциал для повышения безопасности пищевых продуктов в развивающихся странах, где загрязнение микотоксинами арахиса, кукурузы, перца и хлопка представляет серьёзную угрозу», — сказал доктор Дилип Шах, главный исследователь в Центре Данфорта.

Мировое производство арахиса составляет около 29 млн метрических тонн в год. США — третий по величине производитель после Китая и Индии. Арахис — 12-я по стоимости товарная культура в США с объёмом производства более $1 млрд. Американцы потребляют более 2,7 кг арахисовых продуктов в год на сумму более $2 млрд в рознице. Мировой экспорт арахиса — около 1,25 млн метрических тонн ежегодно.

Для решения проблемы применяются два взаимодополняющих подхода:

1. Команда Шаха перенесла в ДНК восприимчивого к Aspergillus сорта арахиса, широко выращиваемого в Африке и Индии, небольшие белки — дефензины из люцерны и клевера. Это позволило растению блокировать заражение грибком.
2. Учёные ICRISAT совместно с коллегами из USDA и Университета штата Луизиана перенесли в растение малые РНК-молекулы из грибка Aspergillus, участвующие в синтезе афлатоксина. При атаке грибка орехи производили эти РНК, что инактивировало гены, ответственные за синтез токсина.

Эта технология также применима к кукурузе, жмыхам для корма животных, фисташкам и миндалю.