Улучшенная технология прививки растений: как сделать процесс быстрее и эффективнее
Прививка — это метод объединения нижней части одного растения (подвоя) с верхней частью другого (привоя) для создания более сильного растения. Это позволяет совместить полезные свойства: например, устойчивость подвоя к патогену в почве с высокой урожайностью привоя.
Исследователи из UConn запатентовали новую технологию, решающую ключевые проблемы прививки. Профессор Йи Ли и его команда создали трансгенный подвой, манипулируя уровнями двух естественных гормонов растений. Патент был выдан 18 мая.
Решаемые проблемы
Медленное срастание. Часто подвой и привой плохо соединяются, что приводит к неудаче прививки. Технология решает это за счёт увеличения уровня ауксина в подвое.
- Используя корнеспецифичный промотор гена SbUGT для контроля экспрессии гена IaaM (гена биосинтеза ауксина), учёные добились локального повышения уровня ауксина в подвое. Ауксин способствует формированию места прививки и инициации корней, подавляя развитие новых побегов.
- «Это изобретение помогает подвою и привою соединяться быстрее, проще и успешнее», — говорит Йи Ли.
Рост нежелательных побегов от подвоя. Удаление таких побегов — трудоёмкий процесс. Для его подавления подвой был модифицирован для снижения выработки цитокинина — гормона, стимулирующего рост побегов.
- В подвой был внедрён ген CKX (ген деградации цитокинина). Цитокинин подавляет рост корней, но усиливает развитие побегов, поэтому CKX также способствует росту корней.
Эффективность подхода была продемонстрирована в статьях, опубликованных в 2017 году и в апреле этого года.
Ключевое преимущество технологии
Главное преимущество — привой (а значит, плоды и семена) остаются нетрансгенными, хотя подвой является трансгенным. Трансгенными называют растения, в которые внедрены гены, не свойственные им от природы. В данном случае были добавлены конструкции SbUGT:IaaM и SbUGT:CKX для контроля уровня естественных гормонов.
Это важно, поскольку регулирование трансгенных продуктов (ГМО) государственными органами (например, FDA) требует от фермеров значительных временных и финансовых затрат. «Многие не хотят использовать трансгенную технологию, потому что её утверждение занимает много времени и требует больших первоначальных вложений. Но с нашей технологией можно получать нетрансгенные плоды и семена», — поясняет Ли. Это также упрощает маркетинг продукции для потребителей, настороженно относящихся к ГМО.
Будущее развитие
В перспективе Йи Ли планирует развивать эту технологию с помощью методов генного редактирования. В отличие от трансгенной модификации, редактирование генов работает только с генами, уже присутствующими в растении, не внося чужеродные. Это позволит полностью отказаться от трансгенных элементов в подвое.