CRISPR-генетики создали «диммеры» для повышения урожайности сельхозкультур
Учёные из Лаборатории в Колд-Спринг-Харбор (CSHL) использовали технологию CRISPR/Cas9 для создания новых генетических вариаций, способных ускорить селекцию сельскохозяйственных культур и повысить их урожайность. На примере томата они сгенерировали растения с широким спектром изменений трёх ключевых признаков: размера плодов, архитектуры ветвления и формы растения.
Проблема и решение
Современные темпы роста урожайности не удовлетворят будущие потребности человечества. Основное ограничение — недостаток природной генетической вариативности по сложным признакам урожайности, которые контролируются десятками генов. Исследователи под руководством профессора Закари Липпмана предложили решить эту проблему, создавая новые вариации с помощью CRISPR.
Метод: редактирование промоторов
Вместо редактирования самих генов команда использовала CRISPR для внесения множественных мутаций в промоторы — регуляторные последовательности ДНК, контролирующие активность «генов урожайности». Это позволило получить тонкие изменения в экспрессии генов, аналогичные регулировке яркости диммером.
- Были отредактированы промоторы трёх генов, связанных с:
- Размером плодов
- Архитектурой ветвления
- Формой растения
Результаты и значение
- Созданы новые количественные признаки (QTL), которые можно комбинировать с естественными QTL для получения «наборов» генетической вариативности, превосходящих природные.
- Подход обеспечивает гибкость для селекционеров, позволяя «настраивать» растение под конкретные условия.
- Метод применим ко всем основным продовольственным культурам: рису, кукурузе, сорго и пшенице.
- Он позволяет обходить ограничения традиционной селекции, напрямую создавая и отбирая желаемые варианты регуляции генов.
«Мы можем работать с нативной ДНК и усиливать то, что предоставила природа. Мы полагаем, что это поможет преодолеть барьеры урожайности», — заявил Закари Липпман.
Исследование, опубликованное в журнале Cell, открывает путь к более предсказуемому и быстрому улучшению сельскохозяйственных культур.