Технологія прискореного клонування генів — нова розробка для захисту рослин

05.02.2019 21:27, Служба новин
Технологія клонування генів — нова розробка для захисту рослин Рис.1

Дослідники розробили новий метод, який дозволяє їм отримувати в короткий час гени стійкості до хвороб з диких рослин і переносити їх на культурні рослини.

Методика під назвою AgRenSeq (або прискорене клонування) була розроблена дослідниками Центру Джона Іннеса, Великобританія, разом з колегами зі США і Австралії для посилення боротьби з патогенами, які загрожують продовольчим культурам у всьому світі.

Методика дозволяє дослідникам шукати і збирати генетичну «бібліотеку» генів стійкості, виявлених у диких родичів сучасних сільськогосподарських культур, щоб швидко ідентифікувати послідовності, пов’язані зі здатністю боротися з хворобами.

З генетичної бібліотеки дослідники можуть отримати матеріал для клонування генів і впровадження їх в елітні сорти сільськогосподарських культур, щоб захистити рослини від патогенних мікроорганізмів, що викликають іржу і борошнисту росу, і наприклад, таких шкідників, як гессенська муха.

За словами доктора Бранде Вульфа, лідера проекту в Центрі Джона Іннеса, технологія AgRenSeq допоможе підвищити врожайність і скоротити використання пестицидів.

— Наявність швидкого клонування в нашому наборі інструментів означає, що сільгоспкультури можна зробити більш стійкими, що дасть кращу врожайність і меншу залежність від пестицидів для захисту сільськогосподарських культур, — говорить він. — Ми знайшли спосіб сканувати геном дикого родича сільськогосподарської рослини і вибрати гени стійкості, які нам потрібні: і ми можемо зробити це в рекордно короткі терміни. Раніше це був процес, який займав 10 або 15 років і був схожий на пошук голки в копиці сіна. Тепер ми можемо клонувати ці гени за лічені місяці і за тисячі фунтів замість мільйонів.

Дослідження, опубліковане в журналі Nature Biotechnology, повідомляє, що технологія AgRenSeq була успішно випробувана на дикому родичі пшениці. Дослідники ідентифікували і клонували чотири гени стійкості до руйнівного патогену стеблової іржі протягом декількох місяців замість десяти років з використанням звичайних інструментів селекціонерів.

Робота з дикою пшеницею використовується як доказ ефективності методу, який можна застосовувати для захисту багатьох культур, що мають диких родичів, включаючи сою, горох, бавовник, кукурудзу, картоплю, пшеницю, ячмінь, рис, банан і какао. Сучасні сільгоспкультури, створювані для високих врожаїв та інших бажаних агрономічних ознак, втратили велику генетичну різноманітність, особливо в сфері стійкості до хвороб.

Повторне впровадження генів стійкості до хвороб від диких родичів є економічно та екологічно стійким підходом до селекції стійких культур.

Нова методика об’єднує високопродуктивне секвенування ДНК із сучасною біоінформатикою.

Щоб перевірити метод, команда зібрала панель різноманітності з 151 штаму трави під назвою Aegilops tauschii. Родоначальник сучасної пшениці, цей дикий родич вніс основу D-геному в нашу пшеницю.

Команда прищепила до популяції дикого родича збудника стеблової іржі і перевірила рослини, щоб виявити стійкі і сприйнятливі до хвороби рослини. Зіставляючи цю інформацію з послідовностями ДНК рослин, вони змогли виявити ідентичність генів функціональної стійкості в популяції.

— Зараз у нас є бібліотека генів стійкості до хвороб, і ми розробили алгоритм, який дозволяє дослідникам швидко сканувати цю бібліотеку і знаходити гени функціональної стійкості, — пояснює д-р Сану Арора, перший автор статті.

Лабораторія доктора Вульфа також є піонером в техніці швидкісної селекції, яка використовує покращене світлодіодне освітлення для прискорення генетичного поліпшення сільськогосподарських культур. Науковці вважають AgRenSeq ідеальною новою технологією.

— Це кульмінація мрії, результат багаторічної роботи. Наші результати показують, що AgRenSeq — це надійний протокол для швидкого виявлення генів стійкості з генетично різноманітною групою родичів дикої культури, — переконані науковці.

Також читайте:

Джерело: 
.
Дізнавайтесь першими найсвіжіші агрономічні новини України та світу на нашій сторінці в Facebook, Twitter Telegram.