Томские биологи модифицируют агробактерии для борьбы со стрессом растений

Одним из наиболее значимых факторов, снижающих урожайность агрокультур, является нехватка влаги. В условиях изменения климата засуха и засоление почв будут нарастать. В связи с этим ученые ищут пути повышения стрессоустойчивости растений. Биологи Томского государственного университета совместно с коллегами из ИЦиГ СО РАН и Института физиологии РАН делают это с помощью технологий геномного редактирования. Они модифицируют агробактерии и с их помощью обеспечивают растениям новые свойства, сообщает пресс-служба ТГУ.

«Современное сельское хозяйство сталкивается с падением урожайности культур из-за многочисленных неблагоприятных факторов среды. Нехватка воды, ведущая к засухе и засолению почв, становится проблемой мирового масштаба, – говорит научный сотрудник кафедры физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Биологического института ТГУ Марина Ефимова. – Раньше устойчивость растений повышали методами селекции, но это долгосрочный процесс, который, как и классическая генная инженерия, уступает в эффективности геномному редактированию».

Проект биологов направлен на поиск ключевых регуляторных генов, определяющих толерантность растений к засухе, засолению и повреждающим температурам.

Серия экспериментов проведена учёными на растении Arabidopsis thaliana – это классический модельный объект для исследований, так называемая «растительная дрозофила». Это первое растение, побывавшее в космосе. Его геном полностью секвенирован и проанализирован. Измененную генетическую информацию несут в себе трансформированные агробактерии, которые являются носителем редактированной последовательности генов. Их доставка в растения осуществляется путем погружения цветочных побегов (floral dip) в суспензию. Этот способ является очень результативным и, вместе с тем, не требует дополнительного оборудования.

Сами бактерии не изменяют хозяйственно-ценные признаки растения, но проникая в растения через пыльцевую трубку, передают последовательность ДНК, которая вносит мутацию в выбранный исследователем растительный ген. Семена, которые созревают после «погружения», уже отличаются от родительского растения. Так можно управлять генами, задействованными в проявлении ответных реакций растений на различные стрессовые воздействия или для изменения любых других свойств. Исследователи планируют провести испытания на растениях рапса и льна.

Добавим, что это исследование является пионерным – в настоящее время имеются лишь единичные сообщения по редактированию геномов на рисе, пшенице и томатах.