В Австралии разрабатывают новые сорта азот-эффективного ячменя

Альянс Western Crop Genetics, созданный Департаментом первичной промышленности и регионального развития Австралии и Университетом Мердока, использовал технологию редактирования генов для повышения эффективности использования азота без ущерба для урожайности или качества ячменя.

Содержание азота в растениях из новых линий ячменя было на 50 % выше при половинной дозе азотной подкормки по сравнению с контрольными сортами в тепличных испытаниях, в то время как урожайность зерна увеличилась на 30 % при обычных нормах внесения азотных удобрений.

Директор Альянса Чэндао Ли сказал, что технология CRISPR/Cas 9, или коротких палиндромных повторов с регулярными интервалами, точно включает или выключает гены ячменя, чтобы создать превосходный признак.

Профессор Ли сравнил использование технологии CRISPR с тем, что использует хирург во время операции: «Точно так же, как хирург использует ножницы для удаления нежелательного материала, CRISPR подавляет или вырезает нежелательные гены, которые регулируют использование азота. Удаление этих генов задерживает старение на 10–14 дней для наполнения зерна, одновременно увеличивая выработку хлорофилла на 50–180 процентов, что дает дополнительную неделю или две для прироста урожайности. Это приводит к увеличению содержания белка в зерне и полноте зерна, что особенно желательно для пивоваренного ячменя, а также к увеличению выхода зерна при низком уровне применения азота».

Метод был успешно применен на старом европейском сорте ячменя Golden Promise, а также на популярном австралийском сорте RGT Planet.

Профессор Ли сказал, что революционная технология проложит путь к снижению зависимости от азотных удобрений, сокращению затрат производителей и увеличению прибыльности, а также поддержит усилия зерновой отрасли по достижению нейтрального уровня выбросов углерода.

«Азотные удобрения являются ключевым фактором получения прибыли в производстве зерна, при этом общее потребление азотных удобрений в Австралии увеличилось в три раза за последние 30 лет и приблизилось к 1,3 миллиона тонн в год на сумму более 1 миллиарда долларов, - сказал он. - По данным Global Carbon Project, более половины антропогенных выбросов закиси азота приходится на сельское хозяйство, из которых до 80 процентов приходится на азотные удобрения. Цены на удобрения резко выросли в последние годы, при этом синтетические азотные продукты в настоящее время стоят около 1400 долларов за тонну, что очень дорого».

Испытания в теплицах будут продолжены в 2022 году для увеличения объема семян, и Альянс надеется приступить к сотрудничеству с потенциально согласными селекционными компаниями для проведения полевых испытаний в 2023 году.

Применение технологии CRISPR/Cas 9 в этом случае исключено из критериев для генетически модифицированных организмов в соответствии с Положениями о генных технологиях 2001 года.

Использование метода CRISPR/Case 9 для ячменя является первым успешным примером применения к основной культуре в Австралии и может быть применено к другим зерновым и садовым растениям.

Вице-канцлер Университета Мердока Питер Дэвис поблагодарил экспертов Альянса за важный вклад как в растениеводство, так и в науку об окружающей среде.

«Этот значительный генетический прорыв принесет далеко идущие выгоды - увеличение производства зерна, смягчение последствий глобального потепления и поддержка доступа к рынкам, - сказал профессор Дэвис. - Глобальные рынки становятся все более разборчивыми в отношении того, как производятся продукты. Генетика сельскохозяйственных культур - это мощный инструмент для удовлетворения потребительского спроса на устойчиво производимые продукты питания без изменения систем ведения сельского хозяйства или увеличения затрат, что позволяет фермерам быть конкурентоспособными на международном уровне, защищая будущее нашей планеты».