Важный, но часто упускаемый шаг в зеленом переходе: Исследовательский центр определяет ключевые гены устойчивости к климату у сельскохозяйственных культур
Исследователи из Центра количественной генетики и геномики (QGG) изучают малоизвестное растение Brachypodium, чтобы найти гены, которые позволят культурам лучше переносить засуху и высокие температуры.
Brachypodium называют "мышью среди злаков". Это модельный организм, генетически похожий на пшеницу или ячмень, но с гораздо меньшим и простым для работы геномом (около 300 млн "букв" ДНК против 17 млрд у пшеницы).
Изучая последовательности ДНК (состоящие из "букв" A, C, G, T), ученые ищут полезные мутации — случайные изменения в одной "букве", которые могут привести к ценным признакам.
Ключевое открытие: В растении сорго (5-я по важности зерновая культура в мире) обнаружена мутация в гене, отвечающем за фотосинтез. Растения с "A" вместо "G" в определенной позиции этого гена эффективнее преобразуют солнечный свет в энергию. Компьютерное моделирование показывает, что эта вариация может присутствовать и у родственных культур, таких как кукуруза и сахарный тростник.
Эта работа закладывает основу для целенаправленной селекции и использования новых геномных техник (NGT), таких как CRISPR.
Новые геномные техники (NGT) и законодательство ЕС
- Сейчас NGT в ЕС регулируются теми же строгими правилами, что и ГМО.
- Европарламент уже проголосовал за разрешение использования NGT в некоторых случаях. Если закон будет принят, он позволит с помощью NGT вносить в культуры генетические изменения, которые могли бы возникнуть естественным путем.
- Это даст агроиндустрии "короткий путь" к получению желаемых признаков, на выведение которых традиционной селекцией могли бы уйти многие поколения.
- Открытия исследователей, подобные мутации в сорго, — это как раз примеры естественных мутаций, которые в будущем можно будет легально воспроизвести в популярных европейских культурах.
Технологии и скептицизм
- CRISPR — самая дешевая и успешная техника редактирования ДНК, открытая в 2012 году.
- Первая отредактированная с помощью CRISPR культура — томат с высоким содержанием GABA (снижает давление) — уже продается в Японии.
- В ЕС сохраняется скептицизм, унаследованный от споров вокруг ГМО. Есть опасения, что NGT усилят власть агроиндустрии и приведут к созданию культур, устойчивых к пестицидам, что увеличит их использование.
- Гийом Рамштайн парирует: "Дело не в технологии, а в том, как ее использовать. Этой же технологией можно усилить естественную защиту растений от насекомых".
Будущее: смесь технологий
Исследователи QGG убеждены, что геномные исследования сыграют важную роль в обеспечении продовольственной безопасности и зеленом переходе, но не будут единственным решением.
"Смесь базовых геномных знаний, традиционной селекции, органического земледелия и NGT... позволит решить многие из проблем, с которыми мы сталкиваемся сегодня", — говорит Рамштайн.
Сейчас команда работает над изучением генетического разнообразия гороха, овса и ячменя для адаптации к меняющимся климатическим условиям в северных странах. Эта работа дополняет потенциальное применение NGT к этим растениям.