Увеличить урожай картофеля и риса на 50% позволила настройка РНК
Манипулирование РНК может позволить растениям давать значительно больше урожая, а также повысить устойчивость к засухе, заявила группа ученых из Чикагского университета, Пекинского университета и Университета Гуйчжоу.
На самом базовом уровне команда внедрила единственный ген под названием FTO в растения картофеля и риса. Полученные в результате растения были гораздо более эффективными фотосинтезаторами, то есть они вырастали намного больше и давали гораздо более высокие урожаи — в три раза больше продукции в лаборатории и на 50 процентов больше в поле. У них также выросли более длинные корневые системы, что помогло им лучше переносить засушливые условия.
«Перемена действительно значимая», — сказал профессор Чуан Хе из Чикагского университета, который вместе с профессором Гуйфанг Цзя из Пекинского университета руководил исследованием. «Более того, мы работали почти со всеми типами растений, с которыми мы до сих пор пробовали, и это очень простая модификация».
Команда ранее обнаружила, что белок FTO, кодируемый геном FTO, стирает химические маркеры на РНК, которые, в свою очередь, могут регулировать экспрессию ДНК. В случае этих растений удаление этих маркеров РНК снижает сигналы, которые говорят растениям замедлить свой рост, прямо с ранней стадии их развития. Таким образом, модифицированные растения производят гораздо больше РНК, чем контрольные растения, что означает более высокие биомассы.
В его нынешней форме процесс включал в себя встраивание гена FTO животного в растение. Но будущие версии могут обойти этот шаг, чтобы избежать неоднозначного ярлыка ГМО, говорят ученые.
«Это совершенно новый подход, который может отличаться от редактирования генов ГМО и CRISPR, этот метод позволяет нам «щелкнуть выключателем» в растениях на ранней стадии развития, что продолжает влиять на производство полезных плодов на растении даже после того, как мы удалим выключатель», — говорит Хе. «Кажется, что у растений уже есть этот уровень регулирования, и все, что мы сделали, это подключились к нему. Так что следующим шагом будет открытие, как это сделать, используя существующую генетику растения».
Также читайте: Достижения ученых-селекционеров НПЦЗХ в повышении урожайности зерновых культур
Важно отметить, что эта техника дала одинаковые результаты как для риса, так и для картофеля, которые не особенно тесно связаны между собой. Это говорит о том, что он может работать на широком спектре растений, повышая их устойчивость к изменению климата.
«Это действительно дает возможность проектировать урожаи для потенциального улучшения экосистемы по мере глобального потепления», — говорит он. «Мы полагаемся на разные растения — от дерева, продуктов питания и лекарств до цветов и масла — и это потенциально предлагает способ увеличить урожай, который мы можем получить от большинства растений».
Исследование было опубликовано в журнале Nature Biotechnology.
Источник: Чикагский университет
