Ученые научились редактировать геном пшеницы для создания устойчивых к засухам сортов

Ученые из Центра Джона Иннеса в Норвиче (Великобритания) нашли ключевой ген, ответственный за урожайность пшеницы, и смогли отредактировать его так, чтобы растение приобрело свойства своих диких сородичей в части устойчивости к сложным условиям окружающей среды, таким как засуха и жара. Это открытие в перспективе может помочь сохранить объемы базового для населения земли продовольствия, несмотря на изменения климата и лесные пожары, пишет газета The Guardian.

В фермерских хозяйствах выращивают две основные формы пшеницы: твердую и мягкую. Вместе они играют решающую роль в рационе около 4,5 млрд человек, сказал профессор Грэм Мур, генетик пшеницы и директор Центра Джона Иннеса, одного из ведущих мировых научно-исследовательских институтов сельскохозяйственных культур.

«Из них около 2,5 млрд человек в 89 странах ежедневно потребляют пшеницу, поэтому вы можете видеть, насколько жизненно важен этот урожай для всего мира», — добавил он.

Чтобы контролировать свои разные гены и хромосомы, пшеница приобрела стабилизирующий ген, который разделяет разные хромосомы в ее различных геномах. Это обеспечило высокие урожаи этих форм пшеницы. Однако этот ген также подавляет любой обмен хромосомами с дикими родственниками пшеницы, сводя на нет усилия генетиков, пытающихся создать новые сорта с полезными свойствами.

«Дикие сородичи обладают действительно полезными характеристиками — устойчивостью к болезням, солеустойчивостью, защитой от жары — качествами, которые вы хотите добавить, чтобы сделать пшеницу более устойчивой и легкой для выращивания в суровых условиях. Но вы не могли этого сделать, потому что этот ген препятствовал ассимиляции этих качеств», — отметил исследователь.

Этот ген был известен как «Святой Грааль» генетиков пшеницы, добавил Мур. Потребовалось несколько десятилетий, но ученые из Центра Джона Иннеса преуспели в «охоте» за своим «Святым Граалем». Они идентифицировали ключевой ген, обозначили его как Zip4.5B и создали его мутантную версию, которая позволяет гену выполнять свою основную функцию — обеспечивать правильное спаривание хромосом пшеницы и поддерживать урожайность, — но не обладает способностью блокировать создание новых вариантов с элементами из дикорастущих трав.

«Ключевым инструментом в этой работе было редактирование генов, которое позволило нам внести точные изменения в ДНК пшеницы. Без него мы бы до сих пор боролись с этим. Это изменило все», — рассказал ученый.

Существует не менее 50 различных версий Zip4.5B. «Теперь мы собираемся протестировать их на разных сортах пшеницы, которые мы создали», — добавил Мур.

Генетически измененные растения будут выращивать в Испании, чтобы определить, какие сорта лучше всего справятся с более высокими температурами.