Новые методы исследований обещают ускорить развитие новых сортов растений

Исследовательская группа из Университета Миннесоты недавно разработала новые методы, которые позволят значительно быстрее производить растения с генной модификацией. Они надеются устранить проблему в редактировании генов и, в процессе, упростить и ускорить разработку и тестирование новых сортов сельскохозяйственных культур, сообщает БОСС-Агро, с ссылкой на ScienceDaily.

Несмотря на значительный прогресс в редактировании учеными генома растений с использованием таких инструментов, как CRISPR и TALEN, исследователи застряли, используя устаревший подход — культуру тканей. Он используется в течение десятилетий и является дорогостоящим, трудоемким и требует точной работы в стерильной среде. Исследователи используют культуру тканей, чтобы доставлять гены и реактивы для редактирования генов или химические вещества, которые управляют реакцией, растениям.

«Несколько лет назад Национальная академия наук созвала совещание ученых-растений, призвав сообщество решить проблему узких мест в культуре тканей и помочь реализовать потенциал редактирования генов у растений», — сказал Дэн Войтас, профессор генетики, клеточной биологии. и развитие в колледже биологических наук и старший автор на бумаге. «У нас есть передовая технология редактирования генома, но нам нужен был новый способ эффективной доставки реагентов для редактирования генов растений».

Суть новых методов:

• значительно сократить время, необходимое для изменения генов растений, с девяти месяцев до нескольких недель;
• работать с большим количеством видов растений, чем это было возможно с использованием культуры тканей, которая ограничена конкретными видами и сортами;
• позволяют исследователям производить генетически отредактированные растения без стерильной лаборатории, что делает его пригодным для использования небольшими лабораториями и компаниями.
• Чтобы устранить трудоемкую работу по редактированию генов через культуру тканей, соавторы Ryan Nasti и Michael Maher разработали новые методы, которые используют важные регуляторы роста растений, отвечающие за развитие растений.

Используя регуляторы роста и реагенты для редактирования генов, исследователи запускают сеянцы для развития новых побегов, которые содержат отредактированные гены. Исследователи собирают семена от этих побегов и продолжают эксперименты. Культуры клеток не нужны.

Подходы отличаются тем, как применяются регуляторы роста и в каком масштабе. Подход, разработанный Nasti, позволяет проводить небольшие экспресс-тесты — с результатами за считаные недели, а не месяцы. «Этот подход позволяет проводить быстрое тестирование, чтобы исследователи могли оптимизировать комбинации регуляторов роста и повысить их эффективность», — сказал он.

Махер использовал те же основные принципы, чтобы сделать процесс более доступным, исключив необходимость в стерильной лабораторной среде. Эта методика открывает возможность того, что более мелкие исследовательские группы с меньшими ресурсами могут генерировать растения и проверять, насколько хорошо они работают.

Исследователи использовали некоторые виды табака в качестве модели, но уже продемонстрировали, как метод работает на винограде, томатах и картофеле. Генетики растений и сельскохозяйственные биотехнологи стремятся обеспечить стабильные источники пищи для растущего населения планеты в условиях потеплении климата, где вспышки вредителей и экстремальные погодные явления являются обычным явлением. Эти новые методы позволят им работать более эффективно.

фото: elcato.org