Молекулярные биологи сделали растения устойчивыми к засухе Версия для слабовидящих
Молекулярные биологи сделали растения устойчивыми к засухе Печать Email
Новости об инновациях
11.02.2015

Люди начали заниматься земледелием тысячи лет назад и практически сразу, сами того не зная, стали селекционерами. Сначала фермеры просто использовали для посева наиболее крупные семена. Затем для увеличения урожая стали отбирать растения с наиболее впечатляющими внешними признаками.

Но лишь после открытия закономерностей наследования тех или иных признаков человек стал с помощью гибридизации целенаправленно выводить новые сорта с желанными свойствами.

Настоящая революция произошла в этой области с появлением технологий генной инженерии.

Теперь вместо того, чтобы годами проводить селекционные работы в надежде на случайный успех, можно «вставить» в ДНК гены, определяющие нужный признак. Кроме того, с помощью современных методов стало возможным «добавление» совершенно немыслимых признаков.

Например, чтобы повысить морозоустойчивость растений, генетики добавили им ген, отвечающий за производство белка, который при заморозках не допускает образования в клетках острых кристаллов льда, повреждающих мембрану. Этот ген был заимствован учёными у северной трески, которая прекрасно себя чувствует в воде с температурой ниже нуля по Цельсию. Но в условиях глобального потепления климата куда более актуальной проблемой для сельского хозяйства становится жара и засуха. И тут снова на помощь приходит современная наука.

Недостаток влаги является основным фактором экологического стресса, который влияет на рост и развитие посевов. Когда растения сталкиваются с засухой, они начинают производить абсцизовую кислоту — гормон стресса, который замедляет рост и снижает потребление организмом воды. В частности, когда этот гормон достигает особого белка-рецептора, на листьях закрываются крошечные поры (устьица), через которые испаряется влага.

Люди быстро догадались, что при угрозе засухи можно распылять гормон над полями, чтобы заблаговременно переводить сельскохозяйственные культуры в «экономичный режим».

Но, к сожалению, абсцизовая кислота оказалась очень дорогой в производстве, а её действие слишком быстро заканчивалось. Попытки создать дешёвый синтетический аналог также потерпели фиаско.

Тогда учёные решили, заменить дорогой гормон дешёвым и распространённым в агрохимии веществом и заставить реагировать на него рецепторы растений.

Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR) детально изучили механизм соединения абсцизовой кислоты с белком-рецептором и выяснили, что наилучшим образом в качестве замены подойдёт известный пестицид мандипропамид, который используют для борьбы с фитофторозом фруктовых и овощных культур.

Группа под руководством Шона Катлера (Sean Cutler) работала с распространённым модельным растением резуховидкой Таля из семейства капустных и с обыкновенными томатами. С помощью методов молекулярной биологии учёные «перепрограммировали» рецепторы растений (вырастив новые организмы с новым генетическим кодом) и сделали их чувствительными к пестициду. Как показали эксперименты, при опрыскивании мандипропамидом устьица закрывались, и модифицированные растения лучше выживали в условиях недостатка влаги.

«С помощью генной инженерии мы нашли новое применение для распространённого в агрохимии вещества, — говорит Катлер в пресс-релизе. — Мы ожидаем, что эта стратегия перепрограммирования реакции растений позволит контролировать полезные свойства, такие как устойчивость к болезням и скорость роста, при помощи самых разных химикатов».

Немаловажно, что

исследователи не обнаружили между обычными и модифицированными растениями других отличий, кроме чувствительности рецепторов к разным белкам. Это значит, что вмешательство в генотип не сказалось на вкусе и других свойствах сельскохозяйственных культур.

Результаты работы были описаны в статье журнала Nature.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/molekulyarnye-biologi-sdelali-rasteniya-ustoichivymi-k-zasukhe

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта