Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Генетически модифицированный урожай

Учёные повысили урожайность растений, обманув их защитные механизмы

Юлия Коровски, XX2 век

Исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (University of Illinois at Urbana-Champaign, UIUC), Института генетики растений Польской академии наук (Instytut Genetyki Roślin Polskiej Akademii Nauk) и Калифорнийского университета в Беркли (The University of California, Berkeley) повысили урожайность растений, увеличив выработку трёх белков, которые участвуют в процессе фотосинтеза. Созданный ими генетически модифицированный табак весит на 14–20% больше своих «традиционных» собратьев. Результаты исследования опубликованы в журнале Science (Kromdijk et al., Improving photosynthesis and crop productivity by accelerating recovery from photoprotection).

Учёные выбрали табак потому, что он легко поддаётся модификации. В дальнейшем они собираются работать с продовольственными культурами. «Мы не знаем наверняка, сработает ли этот подход с другими культурами, но поскольку мы затронули универсальный процесс, который у всех культур работает одинаково, мы уверены, что да», – говорит профессор Стивен Лонг (Stephen Long), один из авторов исследования.

Исследователям удалось добиться увеличения урожайности, «обманув» защитные механизмы растений. Так же, как и животные, наши зелёные друзья могут пострадать от интенсивного света. «Листья растения, которое находится под ярким солнечным светом, поглощают больше света, чем могут переработать, – объясняет Лонг. – Если они не смогут избавиться от излишков этой энергии, она обесцветит лист». Чтобы защититься, растения изменяют течение химических процессов внутри листьев и просто рассеивают лишнюю энергию как тепло. Этот процесс называется нефотохимическим тушением (далее – НФТ). «Но когда лист попадает в тень другого листа или облако заслоняет солнце, на то, чтобы процессы нефотохимического тушения прекратились, может уйти до получаса, – добавляет профессор. – В тени недостаток света ограничивает фотосинтез, и к тому же НФТ растрачивает свет как тепло». В 2004 году Лонг и его коллеги рассчитали, насколько медленное «расслабление» после НФТ уменьшает продуктивность культуры в течение дня. Оказалось, что, в зависимости от вида растения и температуры, она снижается на 7,5–30%.

Для того чтобы растения быстрее возвращались в привычное состояние, учёные решили добавить дополнительные копии трёх генов, кодирующих белки, ответственные за «снятие защиты». Большее количество протеинов должно было ускорить реакцию растения на тень. Исследователи взяли эти гены у хорошо изученного модельного организма – резуховидки Таля – и встроили их в табак. После тестов в лаборатории и теплице, модифицированное растение посадили на поле рядом с Иллинойсским университетом. Через 22 дня они получили табак, который весил на 14–20% больше своих немодифицированных собратьев.

gm-tobacco.jpg
Рисунок Julie McMahon из пресс-релиза University of Illinois at Urbana-Champaign
Scientists tweak photosynthesis to boost crop yield – ВМ

Главный вопрос в том, удастся ли сделать то же самое с овощами или злаками. «Табак выращивают ради листьев, и они значительно увеличились, – говорит Йоханнес Кромдийк (Johannes Kromdijk), один из авторов исследования. – Но что касается сельхозкультур, нам нужно будет увеличить те части растения, которые мы едим – будь то плод, семена или корни». Учёные уже начали эксперименты с рисом и кукурузой. Они надеются, что другие научные группы найдут способ «приводить растения в чувство» ещё быстрее, а значит, получат больше биомассы. Возможно, того же эффекта можно достичь без переноса генов между разными видами. Как правило, растения «выключают» лишние копии своих генов, но с помощью CRISPR или другой техники редактирования учёные могли бы обойти этот барьер и работать с генетическим материалом самого вида.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 21.11.2016


Читать статьи по темам:

генетически модифицированные растения генная инженерия экспрессия генов Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Зеленый и пушистый биореактор: мох производит белки человека

В отличие от высших растений, мох без труда производит белки, кодируемые ДНК человека и млекопитающих. Таким образом, мох, который для производства заданного белка нуждается только в воде, свете и минеральных солях, имеет прекрасные перспективы как дешевый и простой биореактор.

читать

CRISPR ждёт одобрения в Европе

Министерство сельского хозяйства США не включило полученные с помощью этой технологии сорта в разряд ГМО. Европейские регулирующие структуры намерены вынести решение по этому вопросу в течение года.

читать

Противораковый препарат станет дешевле

Даже современные производители получают около половины своих препаратов из растений. Но когда этот процесс затруднён угрозой исчезновения вида или сложностями в выращивании, в игру вступает биоинженерия.

читать

Почему общество не доверяет новым биотехнологиям

Первые трансгенные растения снижали издержки производителей, но потребители не замечали эффекта. Скоро ситуация должна измениться.

читать

Террористы в Госдуме

Распространение генно-модифицированных продуктов предлагают приравнять к терроризму. По крайней мере, с такой инициативой выступили депутаты Госдумы, которым неймется обезопасить соотечественников от достижений генной инженерии.

читать

Глас вопиющих в пустыне

Открытое письмо Общества научных работников Председателю правительства в поддержку развития генной инженерии в России инициировано группой биологов, обеспокоенных кампанией против ГМО. Можете поставить и свою подпись.

читать