Рис с отредактированным CRISPR геномом дает значительный прирост урожая

Ученые из Университета Пердью и Китайской академии наук использовали технологию редактирования генов CRISPR/Cas9 для создания сорта риса, который дает на 25–31% больше зерна. Получить такой результат традиционными методами селекции было бы практически невозможно.

Команда под руководством профессора Цзянь-Кан Чжу внесла мутации в 13 генов, связанных с фитогормоном абсцизовой кислотой, которая играет роль в устойчивости растений к стрессу и подавлении роста. Один из созданных сортов показал незначительные изменения в стрессоустойчивости, но дал на 25% больше зерна в полевых испытаниях в Шанхае и на 31% больше — на острове Хайнань.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые "замолчали" наборы генов семейства PYL (рецепторов абсцизовой кислоты). Эти гены повышают устойчивость к абиотическим стрессам (засуха, засоление почвы), но также тормозят рост. Из-за генетической избыточности, отключение одного гена может не дать эффекта, так как его функцию берут на себя другие. Однако, подобрав правильную комбинацию "выключенных" генов, удалось создать растение, которое сохраняет устойчивость к стрессу, но меньше тормозит рост.

"Когда вы удаляете один [ген PYL], другие функционируют как замена", — пояснил Цзянь-Кан Чжу.

Технология CRISPR/Cas9 позволила точно отредактировать несколько генов одновременно. С помощью традиционных методов это заняло бы десятилетия и потребовало бы скрининга миллионов растений.

"Это достижение, которое было бы невозможно без CRISPR", — отметил соавтор работы Рэй А. Брессан.

Следующим шагом будет редактирование тех же генов в элитных сортах риса, которые используют фермеры, чтобы проверить, сохранится ли аналогичный прирост урожая.