Вечно молодые гигантские табачные растения

Табачные растения цветут всего через несколько месяцев после посадки — и затем погибают. Исследователи нашли генетический переключатель, который может сохранять растения молодыми годами и позволяет неограниченный рост. Это делает их идеальным источником биомассы.

Жизнь табачных растений коротка: они растут 3–4 месяца, затем цветут и отмирают. Их размер также ограничен — обычно 1,5–2 метра. Учёные из Института молекулярной биологии и прикладной экологии Общества Фраунгофера в Мюнстере обнаружили у табака собственный «источник молодости».

Исследователи нашли генетический переключатель, который предотвращает переход растения к цветению. Это также отдаляет старение (сенесценцию) и подавляет фактор, останавливающий рост.

«Нашему первому табачному растению уже почти восемь лет, и оно продолжает расти, — говорит профессор Дирк Прюфер, руководитель отдела функциональной и прикладной геномики. — Несмотря на регулярную обрезку, его высота 6,5 метров. Если бы теплица была выше, оно было бы ещё больше. Диаметр стебля уже 10 сантиметров».

В то время как у обычных растений нижние листья быстро желтеют и опадают, у модифицированного растения они остаются здоровыми и зелёными. Учёные назвали новый вид «forever young» («вечно молодой»).

Как это работает?

«Мы изменяем экспрессию определённого гена — точнее, информацию, содержащуюся в нём, — чтобы задержать цветение растения», — объясняет Прюфер. Модифицированный ген затем вставляют обратно в растение с помощью бактерии, которая действует как «служба доставки».

Производство большего количества биомассы

Принцип переносим на другие растения. Сейчас учёные работают с картофелем по заказу японской химической компании. Их цель — значительно увеличить выход биомассы. Для картофеля это означает больше крахмала.

«Если мы хотим обеспечить продовольственную безопасность и поставки растительного сырья, урожайность с гектара должна удвоиться к 2050 году, — утверждает Немецкий совет по биоэкономике. Эта новая технология значительно приближает нас к этой цели», — считает Прюфер.

Метод применим только к растениям, у которых цветы не играют значительной роли (например, сахарная свёкла). Для рапса он не подходит.

Предотвращение цветения имеет важное преимущество: нет цветов — нет производства семян или пыльцы. Растения не могут размножаться и бесконтрольно распространяться в окружающей среде.

Планы на будущее

В дальнейшем исследователи хотят научиться отключать лимит роста растений с помощью химического мутагенеза — стандартной методики выращивания. Она предполагает использование химических добавок для изменения последовательности ДНК семени.

Преимущество в том, что такое растение не будет считаться генетически модифицированным, а просто выращенным стандартными методами.

«Но для этого нам нужно лучше понять дерегуляцию генов», — говорит Прюфер. Он надеется, что эксперименты по выращиванию могут начаться в следующем году. Тогда, возможно, и обычные растения смогут вырастать до гигантских размеров.