Китайские исследователи сообщили о создании и характеристике устойчивой к гербицидам ГМО-кукурузы SCB-29, которая переносит глифосат и глюфосинат в 4-кратных дозах от рекомендуемых норм.
Сорняки являются одним из наиболее важных ограничивающих факторов урожайности кукурузы со снижением урожая до 70%.
Большинство послевсходовых гербицидов на рынке неселективны, а некоторые гербициды фитотоксичны при прямом распылении. Поэтому одним из важнейших инструментов современной интегрированной системы борьбы с сорняками является разработка генетически модифицированных культур, устойчивых к гербицидам.
С меньшим количеством и более гибким применением черта устойчивости к гербицидам приносит пользу фермерам, повышая урожайность и упрощая борьбу с сорняками. К 2019 году во всем мире было засеяно 190,4 млн га генетически модифицированных культур, в том числе 81,5 млн га культур, устойчивых к гербицидам.
Глифосат был впервые обнаружен компанией Monsanto как средство от сорняков в 1970-х годах и выпущен на рынок в 1974 году. Это недорогой послевсходовый гербицид широкого спектра действия, способный контролировать различные виды популяций однолетних и многолетних сорняков. В кукурузу были введены различные гены для получения устойчивости к глифосату, и в настоящее время 148 сортов кукурузы, устойчивых к глифосату, одобрены для прямого использования в пищу или переработки.
Глюфосинат-аммоний – еще один неселективный гербицид с превосходной эффективностью, который ингибирует глутаминсинтетазу, фермент, катализирующий синтез глутамина из глутамата и аммиака. Подавление глутаминсинтетазы приводит к быстрому увеличению аммиака и гибели растений. Два гена использовались при разработке трансгенной кукурузы для устойчивости к глюфосинатам.
Развитие устойчивости сорняков к глифосату является серьезной проблемой. С момента появления генетически модифицированных культур, обладающих устойчивостью к глифосату, на популяцию сорняков было оказано значительное давление из-за частого и интенсивного использования глифосата и отсутствия разнообразных методов борьбы с сорняками.
В настоящее время во всем мире существует 56 видов устойчивых к глифосату сорняков, из которых 19 видов встречаются на кукурузных полях.
Глюфосинат не использовался в значительной степени для борьбы с сорняками в кукурузе. Хотя продукт применяется уже он более 30 лет, пока нет сообщений о том, что сорняки развили устойчивость к ингибиторам глутаминсинтазы на кукурузных полях.
Таким образом, применение двух гербицидов в один и тот же вегетационный период или в последующие вегетационные периоды сведет к минимуму селективное давление на сорняки.
Кукуруза SCB-29 была получена путем введения двух генных кассет, которые экспрессируют CP4 EPSPS и Bar. Полевые испытания показали, что SCB-29 устойчив к глифосату до 3600 г а.и./га и к глюфосинату до 3600 г а.и./га, что в четыре раза превышает рекомендуемые нормы для двух гербицидов, соответственно.
Стабильность экспрессии трансгена также является важным условием для применения трансгенных растений. Количество копий трансгена существенно влияет на генетическую стабильность целевого гена. Для целей селекции идеальное трансгенное растение должно иметь единственную копию вставки Т-ДНК в нефункциональную область генома растения без каких-либо других изменений ДНК в растении-хозяине.
SCB-29 был выбран из более чем 200 событий, полученных в ходе нашего исследования, на основе уровней устойчивости к гербицидам, количества копий Т-ДНК, места введения и агрономических показателей.
SCB-29 представляет собой событие вставки одной копии Т-ДНК с интактным фрагментом Т-ДНК, вставленным в хромосому 10.
Биоинформационный анализ фланкирующей последовательности Т-ДНК на основе известной последовательности генома кукурузы показал, что сайт вставки не кодирует известный ген или предполагаемый ген, и не создает никаких новых открытых рамок считывания, и, таким образом, не генерируется новый химерный белок.
В исследовании для трансгенной кукурузы SCB-29 был разработан метод ПЦР, специфичный для события, и три поколения трансгенной кукурузы SCB-29 были обнаружены с помощью ПЦР, специфичной для события.
Полевые испытания показали, что основные агрономические характеристики SCB-29, по-видимому, аналогичны характеристикам нетрансгенной кукурузы, что подтверждает мнение о том, что вставка Т-ДНК, вероятно, не нарушает какие-либо важные функциональные гены.
Источник: agroxxi.ru
