В линиях табака, полученных исследователями Института цитологии и генетики СО РАН, содержание никотина уменьшилось в несколько раз.
Ученые по всему миру занимаются разработкой методов для получения сортов табака с пониженным содержанием никотина.
Считается, что синтез никотина определяется тремя генетическими семействами. Это значительно усложняет исследования, связанные с редактированием генов, потому что изменение одного гена недостаточно для достижения желаемого результата, требуется изменение нескольких схожих генов одновременно.
Учеными Института цитологии и генетики СО РАН была проведена работа с использованием метода мультиплексного редактирования генома, включающего одновременное изменение нескольких генов. Этот проект занял несколько лет.
«Используя метод биобаллистики, когда с помощью генной пушки молекулы ДНК, нанесённые на микрочастицы золота, доставляются в ядра клеток, исследователи ИЦиГ СО РАН получили генетически стабильные линии растений табака, в каждой из которых было выключено несколько родственных генов одного из ключевых генных семейств, контролирующих вторичный метаболизм растения. Одновременно с нашей работой похожие задачи ставили перед собой и другие группы в мире. Однако оказалось, что выключение конкретных генов табака, связанных с выработкой никотина, негативно влияет на рост растения и часто приводит к стерильности. Гены синтеза табака связаны с ключевыми процессами жизнедеятельности растения. Мы же добились того, чтобы модифицированные растения превратились в нетрансгенные линии с наследуемым сниженным содержанием никотина», — рассказала старший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН к.б.н. Софья Герасимова.
После отключения определенных генов были получены патенты на два наиболее перспективных способа снижения содержания никотина в табаке.
Первый способ включал выключение генов семейства PMT, что приводило к уменьшению содержания никотина примерно в два раза. Более того, эти растения оказались немного крупнее исходных экземпляров, на которых проводились эксперименты по отключению гена.
Второй способ заключался в отключении генов семейства QPT, что приводило к понижению содержания никотина в пять и более раз. Однако, самые растения становились гораздо меньше по сравнению с контрольными экземплярами, и их стерильность значительно возрастала.
«Это очень интересный результат с точки зрения науки, ранее никем не описанный. Сейчас мы продолжаем исследования данной линии, чтобы лучше понять, как ген, участвующий в выработке никотина, связан с ростом растения», — подчеркнула научный сотрудник ИЦиГ СО РАН к.б.н. Нина Костина.
Она добавила, что запатентованные линии табака, особенно первая, имеют значительные перспективы в прикладном использовании. Они могут использоваться как основа для создания сортов табака с пониженным содержанием никотина.
Такой табак, благодаря своим свойствам и простоте размножения, может быть использован в качестве биореактора для накопления различных полезных веществ или как кормовая база для разведения насекомых, например, вредителей, с целью дальнейших исследований в области защиты растений. Кроме того, появление табачных изделий с низким содержанием никотина будет полезным и для курильщиков.
Источник и изображение ИЦиГ СО РАН.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.