Генетический ключ к засухоустойчивости: открытие гена CEPR1 сулит революцию в сельском хозяйстве

Воздействуя на ген CEPR1, исследователи могут 'перепрограммировать' корни, заставляя их расти не вширь, а узко и глубоко, подобно бурам. Такая корневая система позволит растениям добывать воду и питательные вещества из глубоких, ранее недоступных слоев почвы, а также эффективнее использовать удобрения, предотвращая их вымывание.

Как пояснил аспирант Университета Квинсленда Ричард Диксон, цель работы — с помощью биотехнологий создать растения с глубоким и крутым строением корней, способные получать доступ к ресурсам в сложных условиях. Он отметил, что огромный пласт генетического разнообразия был утрачен из-за селекции исключительно по надземным признакам.

Исследователи уже провели эксперименты, модифицируя растения Arabidopsis (лабораторный модельный организм) версиями гена CEPR1 из ячменя, риса и кукурузы, чтобы проверить их функциональность. Доктор Майкл Талески из Австралийского национального университета, соавтор исследования, заявил, что адаптация формы корневой системы к разным сценариям выращивания позволит более эффективно использовать ресурсы.

Результаты обнадеживают: генетический путь CEPR1 признан перспективной мишенью для оптимизации корневых систем зерновых. Однако, как отметил Диксон, существуют и ограничения. Например, отключение гена CEPR1 у ячменя привело к снижению урожайности, хотя и создало более крутые и узкие корни, аналогично мутантам Arabidopsis. Для подтверждения этих результатов ученые уже вырастили и собрали урожай генетически отредактированных растений в полевых условиях, и сейчас анализируют полученные данные.

Вместо простого отключения гена ученые намерены точно настроить этот сигнальный путь, чтобы создать корневые системы, достигающие глубоких водных и питательных ресурсов, не влияя на урожайность зерна. Для этого они изучают возможность комбинации гена CEPR1 с другим целевым геном. Сканирование корней проводится с помощью высокотехнологичных установок, созданных Международной научно-исследовательской группой (IRTG) Университета Квинсленда.

Данное исследование является частью проекта ARC Linkage, реализованного в сотрудничестве с компанией InterGrain.