Используя технологию CRISPR — инструмент, позволяющий ученым разрезать и редактировать ДНК в очень специфических точках, — исследователи отключили один ген (VvDMR6.1) у виноградных лоз. Этот ген связан с реакцией растений на болезни. Исследователи утверждают, что это изменение сделало растения менее уязвимыми к ложной мучнистой росе, серьезному заболеванию, поражающему виноградники по всему миру.
По словам ученых, их исследование демонстрирует, как одно целенаправленное генетическое изменение может влиять на множественные реакции растений на стресс. Статья опубликована в журнале Plant Stress.
«Редактируя ген, делающий виноградные лозы более уязвимыми к болезням, мы смогли снизить эту уязвимость, а также повлиять на реакцию растений на нехватку воды. Наше исследование показывает, как современные технологии редактирования генов или генома могут быть использованы для улучшения винограда, чтобы культура лучше справлялась с болезнями и засухами. Это шаг на пути к интеграции современных методов редактирования генома в африканские программы улучшения сельскохозяйственных культур, особенно высокоценных садоводческих культур, таких как виноград», — говорит ведущий исследователь, доктор Мануэла Кампа с кафедры генетики Стелленбошского университета.
Кампа отмечает, что в последние годы ученые все чаще используют методы редактирования генома, такие как технология CRISPR, для модификации определенных генов и повышения устойчивости растений к болезням.
Она говорит, что неожиданным результатом их исследования стала реакция модифицированных растений на нехватку воды: «Эти растения лучше реагировали на засушливые условия. Они смогли более эффективно сохранять воду, что позволяет предположить, что они могут быть лучше приспособлены к всё более засушливым условиям, ожидаемым из-за изменения климата. Это важный шаг вперёд, поскольку он показывает, что мы можем вносить точные изменения в растения, улучшая одновременно более одного важного признака».
Как отмечает Кампа, поскольку виноградные лозы все чаще подвергаются давлению как со стороны болезней, так и со стороны меняющихся условий окружающей среды, их исследование как нельзя кстати, так как ожидается, что оба фактора будут усиливаться из-за изменения климата: «Виноградарство (посадка, уход и сбор винограда) сталкивается со значительными проблемами, поскольку вспышки болезней усиливаются после периодов неблагоприятных условий окружающей среды. Поскольку виноград является высокодоходной культурой во всем мире и особенно важен для сельскохозяйственного сектора Южной Африки, мы должны разрабатывать сорта, способные одновременно выдерживать множество стрессовых факторов. Это поможет нам производить виноград устойчивым способом по мере усложнения условий».
По словам Кампы, их выводы подчеркивают потенциал редактирования генома как мощного инструмента для улучшения сельскохозяйственных культур в Африке: «Хотя редактирование генома широко применяется в модельных растениях и ряде сельскохозяйственных культур по всему миру, его использование в древесных многолетних видах остается ограниченным из-за сложных систем регенерации и длительных циклов селекции. Данная работа демонстрирует, что передовые технологии редактирования генома могут быть успешно применены к таковым культурам в Африке. Она открывает двери для новых исследований, направленных на разработку более устойчивых и климатоустойчивых культур».
Кампа подчеркивает, что для оценки эффективности отредактированных растений в реальных условиях потребуются дальнейшие исследования.
Источник: Stellenbosch University.
