Клонування рослин. Учені дізналися, як виростити клон рису на 95% схожим на справжній

Це допоможе знизити вартість гібридного насіння рису, зробивши високоврожайний, стійкий до хвороб сорт рису доступним для фермерів із низьким доходом у всьому світі, пише UC Davis.

Гібриди сільськогосподарських культур першого покоління часто демонструють більшу продуктивність, ніж їхні батьківські особини. Це явище зветься "гібридна сила", і воно не зберігається для гібридів наступних поколінь. Тому, коли фермери хочуть використовувати високопродуктивні гібридні сорти рослин, їм необхідно щосезону купувати нове насіння.

Рис, основна культура для половини населення земної кулі, є відносно дорогим для вирощування. На жаль, це означає, що переваги гібридів рису ще не дійшли багатьох фермерів світу, сказав Гурдев Хуш, почесний ад'юнкт-професор кафедри рослинництва Каліфорнійського університету в Девісі. Працюючи в Міжнародному науково-дослідному інституті рису з 1967 року до виходу на пенсію в Каліфорнійському університеті в Девісі у 2002 році, Хуш керував зусиллями створення нових високоврожайних сортів рису, за цю роботу він отримав Всесвітню продовольчу премію в 1996 році.

Одним із рішень цієї проблеми було б розведення гібридів у вигляді клонів, які залишалися б ідентичними від покоління до покоління без подальшого розмноження. Багато диких рослин можуть виробляти насіння, яке є клонами самих себе, цей процес називається апоміксис.

"Якщо у вас є гібрид? і виходить викликати апоміксис, то ви можете садити його щороку", — сказав Хуш. Проте виявилося складним домагатися перенесення апоміксису на основні сільськогосподарські рослини.

Один крок до клонованого гібридного насіння

У 2019 році група під керівництвом професора Венкатесана Сундаресана й доцента Імтіяза Хандай з факультетів біології рослин і рослинництва Каліфорнійського університету в Девісі досягла апоміксису на рослинах рису, водночас близько 30 відсотків насіння вийшло клонами.

Сундаресан, Хандай і його колеги з Франції, Німеччини та Гани досягли 95-відсоткової ефективності клонування, використовуючи комерційний гібридний сорт рису, і показали, що цей процес може підтримуватись як мінімум у трьох поколіннях.

Одноетапний процес включає модифікацію трьох генів, званих MiMe, які змушують рослину перемикатися з мейозу, процесу, який рослини використовують для утворення яйцеклітин, на мітоз, за якого клітина ділиться на дві копії самої себе. Інша модифікація гена викликає апоміксис. У результаті виходить насіння, з якого може вирости рослина, генетично ідентична до материнської.

За словами Хуша, цей метод дозволить насінницьким компаніям виробляти гібридне насіння швидше й у великих масштабах, а також надавати насіння, яке фермери зможуть зберігати й пересаджувати із сезону в сезон.

"Апоміксис сільськогосподарських культур був об'єктом всесвітніх досліджень протягом понад 30 років, тому що він може зробити виробництво гібридного насіння доступним для всіх, — сказав Сундаресан. — Отримане в результаті збільшення врожайності може допомогти задовольнити глобальні потреби населення, що росте, без необхідності збільшення використання землі, води й добрив до неприйнятного рівня".

За словами Сундаресана, результати можуть бути застосовані до інших харчових культур. Зокрема, для інших зернових, включаючи кукурудзу та пшеницю, які разом становлять основні продукти харчування у світі.

Раніше Фокус писав, що Білл Гейтс просуває ідею створення штучного насіння, не підвладного шкідникам і погодним змінам. За словами підприємця, сьогодні світу необхідно відмовитися від продовольчої допомоги та зосередитися на інвестиції в "альтернативні" сільськогосподарські культури, які будуть виведені штучно та зможуть протистояти майбутнім змінам.