Последние достижения генной инженерии и появление революционной дисциплины — нанобионики растений — позволят создавать растения с уникальными свойствами в лаборатории по индивидуальному заказу. Можно максимизировать питательные свойства или приспособляемость и устойчивость к разному климату. Растения также смогут выполнять функции, изначально не свойственные их природе: например, очищать окружающую среду, освещать дороги и/или интерьеры домов и даже обнаруживать взрывчатку.
Например, генетически модифицированный лотос (Epipremnum aureum) очищает воздух от бензола и хлороформа. Широкие листья и без того улавливают большое количество этих веществ. Но исследователи из Вашингтонского университета генетически модифицировали потос, чтобы усилить эти свойства. Они разработали версию искусственного гена, кодирующего цитохром P4502E1 — это белок, встречающийся в природе в печени млекопитающих и обеспечивающий деградацию вышеупомянутых соединений. В итоге растение стало снижать концентрацию бензола и хлороформа в воздухе на 75% больше.
Ученые намерены создать целую серию комнатных растений, устраняющих различные загрязняющие вещества из воздуха. Исследователи уже работают над внедрением синтетического гена, кодирующего белок, расщепляющий формальдегид, содержащийся во множестве предметов домашнего обихода (от мебели до напольного покрытия), а также в табачном дыму.
Нанобионика растений — способ внедрять наноструктуры в растения для придания им свойств, не встречающихся в природе. Ведущим представителем нанобионики является инженерная группа во главе с Майклом Страно из Массачусетского технологического института. Там в 2016 году удалось разработать шпинат, способный обнаруживать присутствие взрывоопасных веществ в окружающей его среде. Для этого в листья ввели углеродные нанотрубки, покрытые полимером, который связывается с соединениями, обычно присутствующими во взрывчатых веществах, такими как нитроароматические производные. Когда одно из этих соединений достигает листьев (либо через поры, которыми «дышит» растение, либо через корни), оно связывается с полимером и флуоресценцирует, активируя сигнал тревоги. Помимо взрывчатых веществ, похожим образом ученые «научили» растения обнаруживать множество других токсичных соединений и ядовитых субстанций — например, перекись водорода или газ зарин.
Aegilops sharonensis — растение семейства злаковых, которое само по себе не представляет интереса в качестве сельскохозяйственной культуры из-за медленного роста. Но у этого дикого родственника пшеницы есть одна характеристика, ставящая его выше других злаковых: супериммунитет. Растение очень устойчиво к нападению вредителей, особенно к очень опасной стеблевой ржавчине (она же «красная пыль»), вызываемой грибком Puccinia graminis. Все предыдущие попытки скрестить мега-устойчивое растение с обычной пшеницей успехом не увенчались. Выяснилось, что ключ к супериммунитету лежит в недавно идентифицированном гене Sr62. Теперь с помощью генной инженерии его будут пытаться внедрять в пшеницу, чтобы получить гибрид, невосприимчивый к своему заклятому врагу.