Виноград, горох и чай: генетики «Сириуса» в погоне за урожайностью

В новом лабораторном комплексе Научно-технологического университета «Сириус» есть подразделение, которое занимается генетической модификацией растений на клеточном уровне. Задача — сделать так, чтобы урожайность была выше, а химических удобрений использовали меньше. Работают и над морозоустойчивостью сортов.

Сейчас больше трети урожая винограда гибнет от грибковых инфекций — например, мучнистой росы. Чтобы бороться с этим заболеванием, в большом объеме применяют фунгициды — антигрибковые пестициды. Перед учеными стоит задача придать российским сортам винограда устойчивость к заболеваниям, сократить количество используемых удобрений и увеличить урожайность. 

Уже отработана методика редактирования генома: после того как на клеточном уровне получен результат, растение начинает формироваться в климатических камерах — в закрытых контролируемых условиях, где регулируются температура, освещение и влажность. Там оно продолжает свой рост. Все это время на нем проводят испытания и только потом виноградную лозу высаживают в открытый грунт для полевых исследований. 

«Мы не занимаемся внедрением чужеродных генов, мы точечно выключаем у растения те, которые отвечают за восприимчивость к грибковым инфекциям. Фактически это тот же самый процесс, который происходит в природе: селекция основана на отборе случайных мутаций, которые возникают в результате любых ошибок при делении клетки. Мы просто эту эволюцию ускоряем, „ломая“ один конкретный ген. Это тот же процесс, что и в природе, только он в тысячу раз быстрее и менее опасный. Когда в природе происходит селекция, меняется все что угодно и случайным образом. А здесь вы „ломаете“ конкретный ген направленно, изучаете свойства растений и, если все нормально, высаживаете его в грунт. Это просто ускоренная селекция», — разъясняет процесс руководитель Научного центра трансляционной медицины НТУ «Сириус», руководитель направления «Биотехнологии» Роман Иванов.

Также ученые «Сириуса» ведут работу с бобовыми. Горох — это растение, которое живет в симбиозе с бактериями, забирает азот из воздуха и обогащает им почву. Его часто используют как замену удобрениям. Научные сотрудники университета пытаются генетически отредактировать горох, чтобы он накапливал больше азота и обогащал почву. Это, с одной стороны, позволит снизить объемы используемых искусственных минеральных удобрений (нитратов), чтобы получать хорошую урожайность, а с другой, даст источник качественного и дешевого растительного белка, который в бедных странах может спасти население от голода. 

Как работает генетическая модификация растений

Трансгенным (или генетически модифицированным) называется растение, в геном которого методами генетической инженерии перенесены гены из других организмов — трансгены. Процесс переноса называется генетической трансформацией. Основными преимуществами такой технологии по сравнению с традиционной селекцией являются:

— возможность переноса всего одного гена, что практически не затрагивает исходный генотип;

— возможность придания признаков, которые нельзя перенести путем скрещивания с близкородственными видами; 

— значительное ускорение процесса получения новых генотипов.

Еще один проект университета ведется совместно с китайскими коллегами: ученые хотят повысить холодоустойчивость чая. Сегодня самый северный в мире чай выращивают в Сочи. Но благодаря генетической селекции намерены добиться того, чтобы делать это можно было и в местах с более суровым климатом. По мнению ученых, вполне реально расширить зону плантаций от узкой субтропической до всего юга России.

Оцените статью
Поделись знанием

Рекомендуем

1
Полная афиша первого Весеннего музыкального фестиваля «Сириус» #Сириус #музыка #фестиваль 07 марта 2024 14:52
2
Что посмотреть в «Сириусе» гостям Всемирного фестиваля молодежи #Сириус #Южные культуры 27 февраля 2024 06:30
3
История всемирных фестивалей молодежи и студентов в нашей стране #Сириус #Россия #молодежь 01 марта 2024 00:38