Улучшенный сорт гуаюлы как природный источник каучука для шин
Каучук обычно производят из нефти или из азиатского каучукового дерева. Но его также можно получать из местного растения гуаюла — древесного пустынного кустарника, который выращивают на юго-западе США как источник натурального каучука (латекса), органических смол и высокоэнергетического сырья для биотоплива.
Химик Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) Коллин МакМаэн и её коллеги (молекулярные биологи Гризель Понсиано, Нью Донг и Данте Плачидо, а также техник Трин Хюинь) в Олбани, Калифорния, создали улучшенную гуаюлу для производства каучука. В прошлом году они передали более 3000 экспериментальных растений гуаюлы исследовательскому партнёру Bridgestone Americas в Элой, Аризона, для полевых испытаний.
В 2013 году Bridgestone Americas и Отдел исследований биопродуктов ARS заключили соглашение о сотрудничестве для оценки генетически улучшенной гуаюлы от ARS. «Генетическая модификация значительно увеличила содержание каучука в лаборатории, и мы наблюдаем это и в теплице», — говорит МакМаэн. Их работа с Bridgestone позволила оценить растения и протестировать их в полевых условиях.
Однако долгосрочная цель — пополнить текущие коллекции зародышевой плазмы гуаюлы растениями с важными признаками, такими как устойчивость к засухе и болезням. Команде нужно было найти типы гуаюлы, которых ещё не было в коллекции ARS.
«Три года назад был начат отдельный проект с Корнеллским университетом по ДНК-фингерпринтингу всей известной зародышевой плазмы гуаюлы в публичных коллекциях семян, на которые полагаются селекционеры для создания новых типов», — говорит МакМаэн. «В процессе мы искали новые — и старые — источники, чтобы добавить их в коллекцию», поскольку это не первый раз, когда гуаюлу используют как источник каучука.
Во время Второй мировой войны в Мансанаре, Калифорния, находился лагерь для интернированных японцев-американцев, где отбирали, скрещивали, выращивали и перерабатывали растения гуаюлы в натуральный каучук для нужд войны. Сейчас Мансанар — исторический памятник Службы национальных парков.
«Оказалось, что в национальном парке Мансанар были растения, и они согласились пожертвовать семена от этих растений», — говорит МакМаэн. Она также собрала семена с растений гуаюлы в доме бывшего селекционера гуаюлы из Мансанара, Фрэнка Кагеямы.
Эти растения гуаюлы выглядели совсем иначе (серебристо-зелёные ажурные листья), чем большинство других селекционных линий (крупные, тёмно-зелёные листья). Растения, выращенные из семян Мансанара, всё ещё оцениваются ARS и Корнеллским университетом и могут стать важным источником генетического разнообразия в зародышевой плазме.
Тем временем программа генетического улучшения продолжалась. В 2016 году экспериментальные растения гуаюлы от ARS были готовы к отправке на 180-акровое предприятие Bridgestone Americas в Элой, где основное внимание уделяется развитию гуаюлы как отечественного источника натурального каучука.
«Мы упаковали около 3200 растений в культуре тканей», — объясняет Хюинь. «У этих растений уникальные модификации ДНК, которые могут привести к увеличению выхода каучука и биомассы. Растения выращивают и оценивают в теплице и в поле Bridgestone Americas в Элое».
Поскольку путь в Элой проходит недалеко от Мансанара, МакМаэн и члены команды вернулись туда, чтобы сделать особую доставку. «Кураторы музея попросили нас предоставить некоторые из растений, которые мы вырастили из пожертвованных семян, поэтому мы доставили 33 растения-наследия для посадки в их учебном саду».
И часть пути эти растения, несущие историю селекционной программы гуаюлы в Мансанаре, проделали бок о бок с растениями, которые, возможно, несут будущее коммерческого производства каучука в США.