Ученые из США совершили прорыв, который может навсегда изменить подход к выращиванию одной из самых важных культур в мире. Им удалось создать генетически модифицированную пшеницу, способную самостоятельно производить удобрения. Это звучит как фантастика, но реальность уже наступила. Обычные растения для роста требуют большое количество азота, который они получают из почвы благодаря деятельности человека. Фермеры вносят тонны химических удобрений, что дорого, энергозатратно и наносит серьезный ущерб окружающей среде. Загрязнение водоемов, выбросы парниковых газов и деградация почв – вот лишь часть проблем, связанных с традиционным земледелием. Новая пшеница потенциально способна решить эти задачи.
Секрет технологии кроется в переносе генов от других культур. Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе обратили внимание на бобовые, такие как соя и горох. Те обладают уникальной способностью вступать в симбиоз с почвенными бактериями-ризобиями. Бактерии усваивают азот из воздуха и переводят его в форму, доступную для растения. А оно, в свою очередь, предоставляет бактериям питательные вещества. Ученые смогли идентифицировать и перенести гены, ответственные за запуск этого процесса симбиоза, в пшеницу. Это сложнейшая задача, ведь пшеница – зерновая культура, и у нее нет естественного механизма для взаимодействия с ризобиями. Генетики не стали заставлять пшеницу связываться с бактериями. Вместо этого они сконцентрировались на создании внутри растения особых узелковых структур, похожих на те, что есть у бобовых.
В эти узелки могут заселяться азотфиксирующие бактерии, что и позволяет пшенице самостоятельно получать азот. Пока что работа находится на стадии лабораторных испытаний. Исследователям предстоит долгий путь по оптимизации технологии, проверке эффективности фиксации азота в полевых условиях и, что немаловажно, получению разрешений от регулирующих органов. Безопасность ГМО-продуктов – крайне чувствительная тема, особенно в отношении основных продовольственных культур. Потенциальные выгоды огромны. Для фермеров это означает значительное сокращение затрат на удобрения, которые составляют одну из самых крупных статей расходов. Для экологии – снижение химической нагрузки на почвы и воду. Для продовольственной безопасности мира – возможность стабильного выращивания пшеницы даже на бедных почвах. Это не панацея от всех проблем сельского хозяйства, но серьезный шаг к более устойчивому и эффективному производству пищи. Ученые дарят нам взгляд в будущее, где растения становятся более самостоятельными и меньше зависят от ресурсоемких вмешательств человека.