Повышение потенциала пасленовых культур с помощью биотехнологий для продовольственной безопасности

Современная продовольственная система сильно зависит от ограниченного генетического пула культур, что вызывает серьёзную озабоченность в отношении устойчивости сельского хозяйства и продбезопасности. Культивируется лишь малая часть мирового биоразнообразия, что делает растения уязвимыми к болезням и изменениям окружающей среды.

Этот недостаток генетического разнообразия подчёркивает необходимость диверсификации источников пищи. Исследование посвящено тому, как передовые биотехнологии могут увеличить генетическое разнообразие и устойчивость пасленовых культур (Solanaceae) — ключевых для глобальной и локальной продовольственных систем.

Команда исследователей из Университета Флориды совместно с экспертами из Высшего совета по научным исследованиям — Политехнического университета Валенсии (CSIC-UPV) в Испании опубликовала исследование в журнале Horticulture Research.

Исследование сосредоточено на применении глубоких знаний о доместикации пасленовых в сочетании с вирусными биотехнологиями для улучшения характеристик и разнообразия таких культур, как картофель, томаты, баклажаны и перцы. Подчёркивается потенциал рекомбинантных вирусных технологий (РВТ, RVTs) для точной генетической модификации этих культур, включая не только широко культивируемые, но и недостаточно используемые виды семейства.

Работа демонстрирует преобразующую силу РВТ в селекции. Используя модифицированные вирусы, учёные могут вызывать как временные, так и наследуемые изменения признаков растений, таких как устойчивость к болезням, улучшение питательной ценности и адаптивность к среде. РВТ важны для функциональной геномики и перепрограммирования признаков растений, выходя за рамки теоретических приложений на модельных растениях.

В частности, исследование рассматривает достижения в обратной генетике вирусов с негативной цепью РНК, что привело к созданию вирусных векторов, способных доставлять компоненты CRISPR-Cas в клетки растений. Это открывает новые пути для точных, наследуемых генетических модификаций, способных трансформировать процесс создания новых сортов.

Фабио Пасин, ведущий автор исследования, отмечает: «Наша работа иллюстрирует замечательный потенциал сочетания глубоких таксономических знаний с передовой биотехнологией. Сосредоточившись на семействе пасленовых, мы можем улучшить не только широко известные культуры, но и вывести недостаточно используемые виды в мейнстрим сельского хозяйства, повышая продбезопасность и обогащая питательное разнообразие во всём мире».

Потенциальные применения обширны: возможность быстрой разработки сортов, более устойчивых к болезням, лучше приспособленных к местным условиям и с повышенной питательной ценностью. Это может привести к более устойчивым сельскохозяйственным практикам, снижению трудозатрат и повышению устойчивости продовольственных систем. В конечном итоге, исследование способствует созданию более устойчивых, разнообразных и безопасных источников пищи.