Рис с отредактированным геномом демонстрирует устойчивость к бактериальному ожогу в Восточной Африке
Консорциум Healthy Crops разработал инновационную стратегию борьбы с бактериальным ожогом (BB) риса с помощью технологии редактирования генома. Если сорта, устойчивые к BB, будут одобрены для использования фермерами в Кении, ожидается снижение потерь урожая и рост продуктивности в пораженных регионах. Работа ведется в сотрудничестве между Kenya Agricultural and Livestock Research Organization (KALRO) и Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU).
Производство риса имеет центральное значение для продовольственной безопасности и экономического развития многих стран, особенно с низким и средним уровнем дохода. Рис — второй по важности продукт питания в Восточной Африке, где страны Восточноафриканского сообщества (EAC) ежегодно потребляют 1,8 миллиона тонн.
В 2019 году команда Healthy Crops идентифицировала вспышку BB в Танзании, вызванную инвазивными азиатскими вариантами бактерии Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). Бактерия быстро распространяется и вызывает расчетные потери урожая в 13–20%.
Доктор Эмили Гичухи из KALRO поясняет: «Из-за изменения климата случаи заболеваний риса, включая BB, участились в кенийских рисоводческих районах. Это увеличило стоимость производства для фермеров, снизив их доходы».
Исходной точкой для исследователей стал механизм питания бактерий. Бактерии Xoo обладают набором «ключей», которые могут открыть «кладовую» растений: когда бактерия вводит один из таких белков-«ключей» в клетки риса, это приводит к увеличению производства транспортера, высвобождающего сахар вблизи бактерий. Этот сахар служит пищей и необходим для размножения и вирулентности бактерий. Однако, когда бактерии потребляют сахар, его не остается для растения, которое в итоге погибает.
Исследовательской группе удалось с помощью редактирования генома изменить «замки» растений, сделав их устойчивыми ко всем известным штаммам Xoo, распространенным в настоящее время в Азии и Африке.
Профессор Бинг Ян, разработавший подход к редактированию, заявляет: «Комбинация двух разных наборов ферментов для редактирования позволила нам создать надежную устойчивость».
Импорт этих отредактированных элитных сортов риса стал возможен благодаря наличию руководящих принципов по редактированию генома, разработанных Национальным управлением по биобезопасности (NBA) Кении и опубликованных в 2022 году.
Доктор Марсель Буххольцер, координатор проекта Healthy Crops в HHU, поясняет: «Теперь можно оценивать эти линии риса, созданные с помощью передовых биотехнологических методов в HHU, в Кении».