Овсяные культуры: ключ к адаптации
Овёс — ключевая культура как для потребления человеком, так и в качестве корма для животных. Это важный сельскохозяйственный продукт в Канаде, который вносит вклад в мировой рынок на сумму около 8 миллиардов долларов. Объём канадского производства овса оценивается примерно в 900 миллионов долларов. Однако короткий вегетационный период и непредсказуемые поздние заморозки создают значительные трудности для канадских фермеров.
В исследовании, опубликованном в журнале Plant Biotechnology Journal, учёные из Университета Макгилла описали, как они впервые использовали технологию редактирования генов CRISPR-Cas9 на овсе. Этот инструмент, работающий подобно генетическим ножницам, позволяет «вырезать» и изменять части генов, обеспечивая точные генетические модификации.
Технология ранее не применялась на посевах овса из-за сложности его генома и сомнений в эффективности предыдущих методов редактирования генов.
«Используя CRISPR-Cas9, мы смогли внести очень специфические генетические изменения в овёс, на достижение которых традиционными методами селекции потребовались бы годы», — сказал руководитель исследования Джасвиндер Сингх, профессор кафедры наук о растениях.
«Наш метод не только ускоряет процесс селекции, но и позволяет избежать внедрения чужеродной ДНК в растения, делая их безопаснее и более приемлемыми для потребителей».
Исследователи сосредоточились на генах, связанных с такими ключевыми характеристиками овса, как развитие метёлки (расположение семенных головок), зрелость растений и содержание бета-глюкана, известного своими полезными свойствами для здоровья.
Среди наиболее интересных результатов — создание нового вегетативного фенотипа: растения стали расти иначе, что потенциально позволяет повысить урожайность фуража или корма для животных.
Учёные также определили растения овса с изменённым временем цветения, что предполагает возможность выведения сортов овса, созревающих либо раньше, либо позже, в зависимости от потребностей фермеров и местного климата.
«Этот прорыв невероятно важен для адаптации к изменению климата», — сказал Метхаб Сингх, доктор философии, студент и ведущий автор статьи. «Разрабатывая сорта овса, которые созревают раньше или могут выдерживать более холодные условия, мы помогаем фермерам в регионах с коротким вегетационным периодом или непредсказуемыми погодными условиями выращивать более надёжные и устойчивые культуры».
Исследователи считают, что овсы, созревающие быстрее, в будущем могут помочь снизить потребность в химических веществах, используемых для ускорения сбора урожая, что решает проблемы, связанные с остатками и воздействием на окружающую среду.
В дальнейшем учёные планируют изучить другие характеристики, такие как устойчивость к болезням и стрессу, а также провести испытания генетически модифицированных овсов в полевых условиях.
Предоставлено Университетом Макгилла.