Более доступный метод биоинженерии кукурузы открывает путь к инновациям в сельском хозяйстве

Кукуруза (маис) — одна из основных сельскохозяйственных культур в США, используемая в пищевой, косметической, фармацевтической промышленности и для производства биотоплива. Растущий спрос и нестабильные климатические условия создают потребность в создании более устойчивых и продуктивных сортов с помощью биоинженерии.

Однако для многих видов растений, включая кукурузу, биоинженерия технически сложна и требует ресурсов, недоступных большинству научных учреждений. В исследовании, опубликованном в журнале In Vitro Cellular & Developmental Biology—Plant, учёные из Boyce Thompson Institute (BTI), Университета штата Айова (ISU) и Corteva Agriscience разработали более доступный метод трансформации кукурузы.

Проблемы традиционного метода

Традиционный метод использует незрелые эмбрионы, извлечённые из зёрен зрелых растений. Успех зависит от качества эмбрионов, для выращивания которых требуются сложные и дорогие установки. Как отметила профессор BTI и руководитель проекта доктор Джойс Ван Эк: «Немногие академические группы имеют инфраструктуру для выращивания высококачественной кукурузы, необходимой для трансформации, поэтому метод в основном оставался прерогативой коммерческой индустрии».

Дополнительная сложность — зависимость от генотипа. Например, стандартный для экспериментов генотип B73 крайне трудно трансформировать. Эти факторы создают «узкое место» в исследованиях кукурузы.

Новый подход: трансформация листовых мутовок проростков

Исследователи адаптировали метод, при котором для трансформации используется компактный пучок развивающихся листьев (листовая мутовка) молодых проростков, а не эмбрионы зрелых растений. Это сокращает время эксперимента до двух недель и устраняет необходимость в сложных тепличных комплексах.

Первоначально метод использовал проприетарный вспомогательный плазмид от Corteva Agriscience. В данной работе учёные протестировали эффективность публично доступного вспомогательного плазмида, разработанного группой профессора ISU доктора Кана Вана.

Результаты

Метод был протестирован на двух генотипах кукурузы — PHR03 и устойчивом к трансформации B73. С публично доступным плазмидом исследователи получили одинаково высокие показатели успеха для обоих генотипов.

«Это первый шаг к тому, чтобы сделать эту технику осуществимой для лабораторий, не имеющих промышленных тепличных мощностей, — заявила доктор Ван Эк. — Это снижает барьеры для лабораторий, которые ранее не могли проводить трансформацию кукурузы, и продвинет исследования в этой области вперёд».

В планах учёных — испытание метода на других генотипах кукурузы с ценными признаками, такими как устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам.