На протяжении тысячелетий культурные растения формировались в результате процессов одомашнивания, когда скрещивались и отбирались новые сорта, адаптированные к постоянно меняющимся условиям. Процесс традиционной селекции занимает много времени и ограничен пределом вида. Но что если желаемый признак присутствует за пределами? Тогда современные биотехнологии позволяют провести модификации, недоступные ранее
Например, копирование механизма из одного вида в другой вид, представляющий агрономический интерес, становится новой задачей. Среди доступных технологий с 2012 года есть методы редактирования генома растений. Часто сравниваемый с молекулярными ножницами, метод CRISPR-Cas9 позволяет целенаправленно и точно модифицировать область ДНК растения.
Среди многих видов сельскохозяйственных культур, некоторые сорта гороха устойчивы к болезням, вызываемыми вирусами рода potyvirus. Эти вредоносные фитовирусы вызывают пестролистность, желтушность, мозаику листьев, в том числе, у томата. Как они это делают? Чтобы заразить растения, вирусы должны захватывать белки у своих хозяев.
Растения, которые сопротивляются инфекции, приобрели мутации в гене, который кодирует один из этих белков «восприимчивости». Эти мутации делают невозможным использование вирусом белка у хозяина, в то время как белок остается функциональным для растения.
В новом исследовании ученые команды из INRAE (Национальный институт сельскохозяйственных исследований Франции) применили новый подход, отличающийся от стандартной технологии CRISPR-Cas9. Они не пытались инактивировать, то есть вырезать ген, который делает растение восприимчивым к вирусу, а вместо этого модифицировали его для копирования мутаций, ответственных за резистентность. В данном случае эксперимент был проведен на томате с имитацией мутации у гороха. В результате, изменения дали растению томата сильную устойчивость к нескольким представителям рода потивирусов, включая PVY. Как и в случае с естественными мутациями, выбранными у гороха, эти модификации не изменяют экспрессию или накопление белка, продуцируемого геном, и не влияют на его функцию.
Работа представляет собой доказательство концепции нового подхода к редактированию точных мутаций, направленного на воспроизведение естественной резистентности у восприимчивых видов и, таким образом, ограничение использования пестицидов.
(Источник и фото: INRAE. Фото Кёка Куроива).
Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости.