Вчені наблизилися до «клонування» гібридних рослин
Відкриття американських дослідників може перевернути індустрію продажу гібридного насіння. Зараз фермерам потрібно купувати їх щороку, адже їх якості не успадковуються.
З 1920-х років багато сільськогосподарських культур зараз вирощують з насіння, створених шляхом схрещування двох сортів. Такі гібриди часто мають відмінну врожайністю і стійкістю до шкідників. Головна проблема в тому, що ці якості не передаються у спадок. З отриманого насіння не можна виростити рослини з такими ж видатними якостями.
В результаті фермерам доводиться щорічно купувати нові гібридні насіння замість того, щоб просто посіяти частину торішнього врожаю. Їх продаж - це серйозна індустрія. Сьогодні обсяг ринку становить $50 млн на рік, але вже в найближчі роки він подвоїться.
Близько 400 видів диких рослин можуть виробляти життєздатні насіння без запліднення. Цей процес називається апоміксис. До цього часу його не вдавалося перенести на комерційні види культур.
Вчені Університету Каліфорнії в м. Девіс відкрили спосіб розмноження клонів гібридного насіння. Це відкриття, яке давно шукали селекціонери та генетики, може мати великі наслідки для глобального сільського господарства і може полегшити для найбідніших фермерів у світі вирощування високоврожайних, стійких до хвороб або кліматично стійких культур і збереження насіння для майбутнього використання.
"Це дуже бажана мета, яка може змінити сільське господарство", - сказав Сундаресан, один із дослідників.
Робота опублікована в журналі Nature.
Дослідники виявили, що ген рису BBM1, що належить до сімейства рослинних генів під назвою "Baby Boom" або BBM, експресується в сперматозоїдах, але не в яйцеклітиннах. Після запліднення BBM1 експресується в заплідненій клітині, але, принаймні, спочатку, ця експресія походить від чоловічого внеску в геном. Вони вважали, що BBM1 включає здатність заплідненої яйцеклітини утворювати зародок.
Дослідники спочатку використовували редагування генів, щоб усунути здатність рослин проходити через мейоз, щоб замість мітозу утворилися яйцеклітини, успадкувавши від матері повний набір хромосом.
Потім вони змусили ці яйцеклітини експресувати BBM1, що вони зазвичай не робили б без запліднення.
«Таким чином, у нас є диплоідна яйцеклітина зі здатністю робити ембріон, яка перетворюється в клональне насіння», - сказав Сундаресан.
Вчені досліджували ген рису BBM1, який проникає в яйцеклітину зі сперматозоїдом. Тут він експресується, направляючи запліднену яйцеклітину до утворення зародка.
Поки відредаговані рослини виробляють насіння-клони з ефективністю в 30%, однак команда сподівається збільшити показник в ході додаткових досліджень.
Паралельно вчені мають намір випробувати новий підхід на інших рослинах, у яких є ген BBM1 і його аналоги.
Також читайте: