Селекционеры возлагают на редактирование генома большие надежды для создания более устойчивых сельскохозяйственных культур
Исследовательской группе под руководством экспертов из Института Лейбница IPK удалось изменить ген ячменя с помощью редактора генов Cas9, создав устойчивость к важным вирусам, цитирует портал Рhys.org статью, опубликованную в журнале Plant Biotechnology Journal.
Подобно патогенным грибам и вредным насекомым, вирусы наносят серьезный ущерб сельхозкультурам. В случае зерновых все большее значение приобретают вирусы, которые передаются растениям через микроорганизмы в почве. Для ячменя это, в основном, мозаичные вирусы BaYMV и BaMMV. Оба передаются молодым всходам озимого ячменя осенью и могут привести к потере урожая до 50 процентов.
Хотя почти все современные европейские сорта озимого ячменя устойчивы к этим вирусам, некоторые штаммы вирусов уже преодолели эту защиту за счет генетической адаптации. Широкий прорыв естественной линии противовирусной обороны - лишь вопрос времени. Учитывая трудоемкость селекционных мероприятий, возникает острая необходимость в выявлении новых источников резистентности и развертывании их в селекции в ускоренном порядке.
В поисках таких новых сопротивлений группа исследователей под руководством специалистов Института Лейбница IPK провела скрининг материала из банка генов института. В 2014 году они нашли то, что искали, в староместных сортах и диких родственниках культурного ячменя.
«Наши исследования показали, что ген PDIL5-1, участвующий в формировании трехмерных белковых структур, играет центральную роль в устойчивости растений к вирусам. Это так называемый фактор восприимчивости, который вирусы-хозяева используют для размножения в тканях растений. Решающим для нас стало то, что устойчивый материал банка генов содержал варианты гена PDIL5-1, которые утратили свою функцию в результате мутации и, следовательно, больше не могут использоваться вирусом», пояснил Роберт Хоффи, первый автор научной работы из Института Лейбница.
«Однако скрещивание растений с таким вариантом генов, опосредующих устойчивость, с существующим селекционным материалом европейского озимого ячменя является трудоемким и требует много времени. Поэтому мы использовали генные ножницы Cas9 для выключения гена PDIL5-1 в двух восприимчивых сортах ячменя путем направленного мутагенеза, таким образом достигнув успеха намного быстрее и без каких-либо дополнительных генетических изменений в сортах ячменя. Целевые растения были устойчивы к заражению вирусом мозаики ячменя (BaMMV) в тепличных испытаниях без негативных последствий для роста или урожайности», сказал ученый.
Ученые полагают, что модификация генов PDIL также может привести к устойчивости к вирусам у других видов растений и открывают новые перспективы для исследований.
(Источник: phys.org. На фото типичная желтая мозаика на листьях растения ячменя, зараженного вирусом BaMMV, в теплице (слева) в сравнении со здоровым растением (справа). Фото предоставлено IPK Институт Лейбница).
Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости.