Рапс с геном кукурузы готов к полевым испытаниям

В статье Роберта Арансона, опубликованной на портале The Western Producer, в которой рассказывается о прорывном международном исследовании для значительного увеличения урожая канолы (разновидности рапса): «Следующей весной ученые из Университета Гвельфа планируют провести полевые испытания в Манитобе, Саскачеване и, возможно, Монтане на линиях трансгенной канолы. Эти линии, результат десятилетней научной работы, дали на 50 процентов больше стручков и на 50 процентов увеличили урожай семян в теплице.

В разработке новой ГМ-канолы непосредственное участие принимал Майкл Эмес, профессор молекулярной и клеточной биологии в Университете Джорджии. Он рассказал, что в контрольных линиях обычной канолы получается около 200 стручков с растения, в трансгенных линиях – 300.

Поскольку тепличные условия сильно отличаются от полевых, то об успехе надо говорить лишь после проведения полевых испытаний в реальных условиях.  «В контролируемой среде, в теплице, масса семян была в среднем примерно на 50 процентов больше. Будет действительно интересно посмотреть на полевой результат. Если повышение урожайности будет на 25 процентов, это победа», - сказал Эмес.

Эмес и его коллега из Университета Джорджии Ян Тетлоу сделали удивительное открытие, когда изучали биосинтез крахмала и хотели понять, может ли фермент, ответственный за биосинтез крахмала в кукурузе, помочь модельному растению арабидопсису (резуховидке) образовывать крахмал в его листьях.

Когда ученые перенесли кукурузный фермент в арабидопсис, он действительно увеличил и изменил выработку крахмала в листьях, но не только. Измененная резуховидка стала в два раза больше обычной, дала гораздо больше цветов и невероятное количество семян. Урожайность семян арабидопсиса обычно составляет 11 000 семян на растение, но трансформированные растения с помощью фермента кукурузы дали более 50 000 семян, что почти в пять раз превышает стандартную урожайность.

Ученые повторяли эксперимент много раз и с одинаковыми результатами. Далее началась работа по применению открытия к рапсу, точнее, к его коммерческой разновидности – каноле. Поскольку ряд канадских организаций предоставил ученым финансирование в Канаде, то путь интеграции генов кукурузы в канолу продолжился там. К проекту присоединилась Липин Ван, исследователь из Университета Гвельфа и специалист по редактированию генов, технологии CRISPR Cas 9.

Сначала у канолы отключили шесть генов, и стебель стал толще, а затем использовали трансгенную технологию для перемещения нужных крахмальных генов из кукурузы в канолу, чтобы заменить удаленные гены. Гены кукурузы экспрессируют ферменты, разветвляющие крахмал, которые являются одной из основных групп ферментов, которые помогают производить крахмал в растениях.

В этом случае ферменты кукурузы изменяют то, как рапс производит и усваивает крахмал в тканях растения. На сегодня разработано 11 линий канолы, которые будут испытаны на участках в Западной Канаде и северных равнинах США. Все они имеют более широкий стебель, позволяющий транспортировать больше воды к листьям и цветам, что повышает урожайность, а также способствует устойчивости к засухе и полеганию. В Университете Гвельфа запланировано три года полевых испытаний.

Если линии канолы покажут ожидаемые результаты, следующим шагом будет внедрение кукурузных ферментов в элитные линии канолы. Учитывая все нюансы и требования регулирующих органов сорта будут готовы к выходу на рынок через 10-12 лет».