Новый метод улучшения сельскохозяйственных культур

Исследователи из Университета Джорджии разработали новый способ селекции растений с улучшенными признаками. Введя человеческий белок в модельное растение Arabidopsis thaliana, они смогли избирательно активировать уже присутствующие в растении «замолчавшие» гены.

Этот метод, называемый эпимутагенезом, позволяет увеличить разнообразие в популяциях растений и создать сорта, устойчивые к засухе или болезням. Технику уже начали тестировать на кукурузе, сое и рисе.

Как это работает

• В основе метода — работа с ДНК-метилированием, которое контролирует экспрессию генов.
• Исследователи вводят в проростки растений человеческий фермент ten-eleven translocation с помощью модифицированных бактерий.
• Этот фермент удаляет ДНК-метилирование, «пробуждая» ранее замолчавшие гены в собственном геноме растения.

Преимущества перед традиционной селекцией

«Проблема традиционной селекции в том, чтобы получить растение со всеми желаемыми признаками и без нежелательных. Это сложно, — поясняет Уильям Джордан. — С нашей новой техникой можно изменить то, как гены включаются и выключаются в растении, без необходимости вводить целый другой набор генов от другого родителя».

Значение для сельского хозяйства

Тысячелетия селекции сузили генетическое разнообразие культур. «Если все растения очень похожи, они одинаково отреагируют на новый стресс, что создает потенциальную уязвимость культуры», — отмечает Джордан.

«Это не панацея, но альтернативная стратегия, которую раньше не пробовали, — добавляет профессор Роберт Шмитц. — Идея в том, чтобы получить доступ к генам, которые люди не изучали, потому что они не экспрессируются, но они есть. Мы считаем, что этот метод реактивации генов может привести к увеличению вариативности признаков, полезной для биотехнологий».

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.