Название «амарант Палмера» вызывает только негативные эмоции у фермеров, выращивающих хлопчатник и сою, но команда генетиков из Университета Клемсона в США, похоже, нашла способ, каким этот сорняк противостоит гербициду глифосату

Ученые определили специфическую генетическую особенность амаранта Палмера, репликон внехромосомной кольцевой ДНК (eccDNA), который дает устойчивость к глифосату. Это открытие поможет бороться с устойчивостью этого сорняка, говорит генетик из Университета Клемсона Крис Саски.

«Структура ДНК репликона eccDNA сложна, - пояснил Саски. -  Эта круговая молекула содержит функциональные гены, смешанные между сложной повторяющейся ДНК, которая происходит из разных хромосом, образуя круг. Секвенировать это было сложно и стало возможным только с помощью передовых молекулярных технологий, разработанных биотехнологической компанией Pacific Biosciences из Калифорнии».

Глифосат появился на рынке пестицидов в 1970-х годах и быстро стал наиболее широко используемым гербицидом на многих продовольственных и непродовольственных полевых культурах, а также на разных других участках, где требовался полный контроль растительности.

В 1996 году миру представили зерновые культуры Roundup Ready. Это были первые генетически модифицированные культуры, разработанные с устойчивостью к глифосату марки Roundup («Раундап».

После посадки урожая можно было опрыскивать все поле, и сорняки погибали, а устойчивые культурные ГМ-растения - нет. Все хорошо работало в течение 10 лет, пока не начали появляться устойчивые сорняки. В настоящее время устойчивый к глифосату амарант Палмера встречается на полях в 27 американских штатах, а фермерам приходится прибегать к помощи старых гербицидов.

В ходе исследования ученые обнаружили, что ДНК амаранта Палмера в устойчивых растениях радикально изменилась, образуя очень большую, самореплицирующуюся кольцевую ДНК в дополнение к ее нормальным хромосомам, несущим ген белка, который атаковал глифосат.

«Это означает, что такие растения, которые содержат eccDNA, способны выживать и размножаться там, где часто используется глифосат», - сказал Саски, добавив, что стресс от глифосатных обработок способен влиять на образование и активность eccDNA.

«Понимание полной геномной структуры и функции репликона eccDNA поможет нам узнать, как геномы растений реагируют на стрессы и эволюционируют к ним, а также найти правильные дальнейшие стратегии применения гербицидов», - отметил эксперт.

Он сообщил, что теперь ученые постараются выяснить, как eccDNA самовоспроизводится в растительных клетках с тем, чтобы определить основные функциональные элементы eccDNA.

Майкл Маршалл - специалист по сорнякам в Университете Клемсона – считает, что открытие изменит ситуацию в сельском хозяйстве США.

«Амарант Палмера – очень агрессивный сорняк, который находят повсюду в Соединенных Штатах, - сказал Маршалл. - Как только он внедряется в поле, то быстро адаптируется и дает много мелких семян, превращаясь в серьезную проблему для аграриев. Амарант Палмера растет со скоростью от 5 до 8 см в день и конкурирует с культурами за питательные вещества, воду, солнце и так далее. Фермеры вынуждены сражаться с ним каждый год».

Саски сообщил, что уже подал заявку на финансирование для продвижения своей работы в Исследовательский фонд Университета Клемсона (CURF), получил финансовые средства для продолжения и коммерциализации своих изысканий, а также оформил международный патент.

(Источник и фото: newsstand.clemson.edu).