Безопасное семя: успешные полевые испытания пищевого хлопчатника

Полевые испытания нового сорта хлопчатника подтверждают результаты предыдущих лабораторных и тепличных исследований: эта культура может стать источником белка для миллионов недоедающих людей в мире.

Хлопчатник был генетически модифицирован таким образом, что токсичный госсипол снижен до допустимых уровней в богатом белком семени, но сохраняется на более высоких уровнях в остальных частях растения для защиты от вредителей и болезней.

«Результаты выглядят очень многообещающими», — заявил доктор Кирти Ратхор, биотехнолог из Texas AgriLife Research, в лаборатории которого был создан этот хлопчатник.

Госсипол долгое время был препятствием для использования семян хлопчатника в пищу человеком или животными. Хлопковое волокно используется для производства ткани более 7000 лет, но пушистые семена, отделяемые от волокна, обычно могли есть только крупный рогатый скот. КРС способен переносить госсипол благодаря его постепенному перевариванию в уникальном четырёхкамерном желудке.

Менее трёх лет назад статья Ратхора в Proceedings of the National Academy of Sciences сообщила об успешной лабораторной модификации растений хлопчатника для «выключения» (silencing) госсипола в семени.

Пять поколений растений, выращенных в теплицах и на небольшом опытном поле в этом году, показывают аналогичные результаты, хотя они ещё не опубликованы в научных журналах.

«Мы проанализировали листья, цветочные органы и семена первого растения, выращенного в обычных полевых условиях, — сказал Ратхор. — Уровни госсипола и родственных защитных химических веществ в бутонах, листьях и цветках аналогичны уровням у обычных растений хлопчатника. Но семя по-прежнему демонстрирует сверхнизкий уровень госсипола».

Ратхор и его команда использовали метод RNAi (интерференция РНК), который также исследуется для лечения рака и ВИЧ. Эта технология, открытая нобелевскими лауреатами Эндрю Файером и Крейгом Мелло, может «выключать» специфические гены. Это позволило команде нацелиться на ген госсипола в семени хлопчатника, но позволить ему работать в остальных частях растения.

По словам Ратхора, «красота этого проекта» в том, что богатое белком семя может стать новым источником пищи, особенно в развивающихся странах.

Как сообщалось в его оригинальной статье, семена этих растений соответствуют стандартам Всемирной организации здравоохранения (WHO) и Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для потребления человеком. Это потенциально может обеспечить новую высокобелковую пищу для 500 миллионов человек в год.

Ратхор отметил, что на каждый фунт хлопкового волокна растение производит около 1,6 фунтов семян. Мировое годовое производство хлопковых семян составляет около 44 миллионов метрических тонн, и исследования показывают, что семя содержит около 22% белка.

По его словам, ядра безопасных семян можно перемолоть в муку и использовать как белковую добавку в пищевых продуктах или, возможно, обжаривать и приправлять как питательный снек.

Cotton Inc., финансирующая исследования, настроена оптимистично.

«Вся хлопковая индустрия заинтересована в расширении использования растения хлопчатника, — сказал президент и CEO Cotton Inc. Дж. Берри Воршем. — Успех, которого доктор Ратхор и его команда добились в полевых испытаниях, приближает нас на шаг к тому, чтобы хлопок рассматривался как волокно и источник пищи для будущих поколений».

Предыдущие попытки вывести сорта хлопчатника без госсипола не имели коммерческого успеха, потому что токсин удалялся как из семени, так и из всего растения. Это делало растения уязвимыми для насекомых и болезней — риск и затраты, на которые фермеры не были готовы пойти.

Способ извлечения госсипола из масла был разработан годы назад, но это дорогостоящий процесс. Кроме того, шрот, остающийся после экстракции масла, всё ещё содержал токсин и не мог потребляться людьми или использоваться как корм для свиней, кур или индеек.

Ратхор планирует продолжить полевые испытания, чтобы убедиться в стабильности сорта с ультранизким содержанием госсипола. У него есть дополнительные линии растений, в которых, как он ожидает, уровень этого вещества будет ещё ниже. Однако, по его словам, главным препятствием для выращивания этого сорта и, в конечном счёте, для борьбы с голодом в мире могут стать юридические вопросы.

Поскольку сорт является генетически модифицированным, учёному и AgriLife Research придётся вести переговоры с держателями патентных прав на некоторые базовые технологии, использованные для создания этого хлопчатника с «ультранизким содержанием госсипола в семени». Также потребуется получить одобрение от Министерства сельского хозяйства США (USDA), FDA и, возможно, других агентств, чтобы сделать семена коммерчески доступными для фермеров. Этот процесс может занять годы.

Источник: Texas A&M AgriLife Communications