Сельскохозяйственные культуры — один из главных источников пищи для человека. Поэтому учёные по всему миру стремятся улучшить их вкус, повысить урожайность и устойчивость к болезням и вредителям.
Для решения этой задачи эксперты СПбГУ точечно работают с ДНК растений несколькими способами.
- В геном вводят ген другого организма
- Изменяют или «выключают» собственные гены флоры
Как отмечает профессор СПбГУ Людмила Лутова, оба метода безопасны и позволяют значительно эффективнее управлять свойствами культур по сравнению с традиционной селекцией.
Чтобы доставить нужные генетические изменения в клетки растений, применяют специальные векторные системы. Одним из самых распространённых инструментов являются плазмиды — небольшие кольцевые молекулы ДНК. Учёные встраивают ген и используют бактерию как переносчика. В результате из одной изменённой клетки может вырасти полноценный зелёный организм с новыми свойствами.
Практические результаты этой работы впечатляют. Например, уже был создан картофель, устойчивый к колорадскому жуку. Клубнеплод стал вырабатывать безопасный для себя, но губительный для вредителя токсин.
Ещё одно направление — создание кормовых культур с повышенной выработкой интерферона. Такой белок обычно вводят сельскохозяйственным животным перед вакцинацией для усиления иммунного ответа. Теперь его можно получать напрямую из корма.
Кроме того, исследователи работают над улучшением способности растений к регенерации и создают новые формы бобовых. Им удалось получить образцы, которые могут регулировать количество клубеньков на корнях — структур, где происходит симбиоз с азотфиксирующими бактериями.
Особое внимание уделяется проекту по созданию «умного» гороха под руководством профессора СПбГУ Игоря Тихоновича. Учёные усилили активность гена, отвечающего за распознавание полезных бактерий. В результате зелень стала эффективнее находить нужные микроорганизмы и вступать с ними в связь, что повысило его способность к синтезу белка.