Культивируемый картофель (Solanum tuberosum) - крепкий орешек с точки зрения селекции растений. Это тетраплоидная культура, что означает, что она имеет четыре набора хромосом, и это в значительной степени гетерозиготная культура, что делает исследование и селекцию картофеля посредством традиционного скрещивания огромной проблемой. Но помощь уже в пути: благодаря конкретным применениям редактирования генома к коммерческому сорту картофеля можно добавить одну или несколько черт, что позволяет избежать трудоемкого и дорогостоящего скрещивания 

В последние годы редактирование генома с помощью TALEN или CRISPR-Cas9 использовалось для изучения и разработки коммерчески важных признаков у картофеля, получить которые в противном случае было бы очень сложно и долго с помощью традиционных технологий селекции.

Теперь, прежде чем перейти к преимуществам генного редактирования картофеля, вспомним, что обычный картофельный крахмал содержит два типа молекул: амилопектин (около 80 процентов) и амилоза (около 20 процентов). И именно сочетание этих двух молекул и процессы, возникающие в ретроградации крахмала, блокируют оптимальное использование этих двух разных полимеров. До сих пор нативный крахмал должен быть химически модифицирован.

В шведском проекте «Картофельный крахмал CRISPR» картофель с амилопектиновым крахмалом был разработан путем исключения образования амилозы путем выбивания единственного фермента, ответственного за синтез амилозы.

Это было сделано с помощью CRISPR (кластеризованные регулярно пересекающиеся короткие палиндромные повторы) и CRISPR-Cas9.

Заслуга ученых, работавших над проектом в том, что с использованием этой технологии были получены растения с отредактированные геномом без трансгенов.

Для картофеля система, которая не дает чужеродной интеграции ДНК, несомненно, будет предпочтительным методом, поскольку она позволит селекционеру избегать скрещивания этой высокогетерозиготной тетраплоидной культуры, что, кроме того, может также привести к депрессии инбридинга.

«В этом проекте сотрудничают промышленность и научные круги, чтобы достичь устойчивого производства массового возобновляемого ресурса со многими пищевыми и промышленными применениями», - говорит Мариетта Андерссон из Шведского университета сельскохозяйственных наук, принявшая участие в работе по созданию отредактированных растений картофеля для производства крахмала.

«Благодаря новому крахмалу, полученному из клубней, мы можем производить крахмалы Clean Label с аналогичной функцией, что и модифицированные крахмалы, - говорит соавтор Ханс Берггрен. - Кроме того, мы избегаем производственного процесса, который потребляет химические вещества и энергию. Таким образом, мы можем производить с меньшим выбросом CO2».

«Достигнутого нами результата можно было бы достичь и другими методами селекции растений, но это потребовало бы огромных ресурсов и гораздо более длительного времени, - поясняет Андерссон. - Традиционный мутагенез ранее использовался для разработки картофеля с амилопектином. С помощью этого нового метода мы можем вместо того, чтобы вызывать случайные и множественные мутации в культуре, быть в курсе того, на что мы нацеливаемся, не влияя на хороший генетический фон выбранного сорта».

(Источник: european-seed.com. Автор: Марсель Брюинс).