Ученые изобрели метод клонирования семян сельскохозяйственных растений
18 февраля 2011 года
Ученые разработали метод клонирования растений на стадии семян, что позволит гораздо быстрее выводить новые сорта сельскохозяйственных культур и поддерживать их продуктивность из поколения в поколение, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Science.
Метод получения клонов семян, а не побегов давно разрабатывался учеными; считается, что внедрение такой технологии позволит решить многие проблемы, связанные с надвигающимся на человечество продовольственным кризисом.
Клонирование семян позволит фермерам и крестьянам самостоятельно получать посевной материал, отпадет необходимость в покупке новых, специально выведенных генными инженерами или селекционерами. Специалисты же получат инструмент для более быстрого вывода новых сортов с рекордной урожайностью.
Авторы разработки, группа ученых под руководством Рафаэля Мерсье (Raphaлl Mercier) из Французского национального института сельскохозяйственных исследований в Версале использовали явление бесполого размножения, так называемого апомиксиса, встречающегося в дикой природе у некоторых видов растений.
Для того, чтобы запустить механизм в ходе репродукции модельного растения резуховидки Таля (Arabidуpsis thaliбna), ученые ввели растению специфические мутации, затрагивающие гены белков CENH3, MiMe и dyad. Первый из них отвечает за синтез белка, формирующего центромеру хромосом - центральный участок, играющий важную роль в половом размножении и делении клеток. Вторые два белка отвечают за формирование половых клеток растений, генетически идентичных клеткам их предков.
С помощью этих мутаций ученым удалось добиться формирования дополнительных копий родительской ДНК в оплодотворенных половых клетках растений в ходе полового размножения. На одной из стадий новая ДНК из клетки удаляется, оставляя только точные копии родительской ДНК. В результате примерно 34% семян, полученных таким способом, являются клонами своих предков.
Одна из ключевых проблем в клонировании растений - снижение продуктивности сортов, полученных скрещиванием разных видов в ходе нескольких поколений. Это происходит из-за перераспределения генов в их ДНК при половом размножении с образованием семян. Исключение полового размножения из цепочки клонирования позволяет сохранить изначальный вариант ДНК гибрида, обладающего высокой продуктивностью на протяжении неограниченного количества поколений.
"Целью нашей работы, таким образом, было заставить гибридное растение при размножении оставаться без изменений", - приводит слова одного из соавторов статьи Саймона Чена (Simon Chan) пресс служба Калифорнийского университета в Дэвисе.
Для масштабного применения ученым предстоит научиться запускать аналогичный механизм в сельскохозяйственных культурах и добиться увеличения выхода клонов в каждом новом поколении.