Ученые ИЦиГ СО РАН смогли более чем в четыре раза ускорить селекцию улучшенных сортов ячменя с ценными свойствами. Для этого исследователи применили новый метод генетического редактирования.
В основе новой технологии лежит система «молекулярные ножницы», усовершенствованная путем добавления комплекса генов, полученных от пшеницы. Именно они регулируют скорость роста и развитие растения в целом.
– Метод «молекулярных ножниц» позволяет прицельно изменять ДНК растения, «разрезая» молекулу ДНК в необходимом месте, пояснили ученые. Но использование этой системы для генетического редактирования коммерческих, а не только лабораторных сортов ячменя, затруднено. Это связано с тем, что такие признаки, как способность к трансформации и регенерации культуры in vitro (в пробирке) зависят от определенного набора генов каждого конкретного сорта, – сообщает пресс-служба ИЦиГ СО РАН.
Предложенный исследователями ИЦиГ способ, связанный с использованием комплекса генов регуляторов роста пшеницы GRF4-GIF1, позволил повысить способность растений к регенерации после внесения генетических изменений.
– В результате были получены линии голозерного ячменя с повышенным содержанием белка и аминокислот. Такой ячмень перспективен для производства круп, комбикормов, поскольку дает меньше отходов и обладает высокой питательной ценностью, – сообщила Екатерина Тимонова – научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики и цитогенетики растений ИЦиГ СО РАН.
Частота успешной модификации составила 3,8 % (стандартные методы для этих сортов дают нулевой результат). По словам Екатерины Тимоновой, ранее на выведение сорта с нужным признаком уходило 6-8 лет скрещиваний и отбора. Разработанная методика помогли искусственно отредактировать геном нескольких сортов ячменя и практически сразу (в течение полутора лет) получить линии с полезной мутацией.
Полученные результаты важны для развития будущих биотехнологических программ по селекции ячменя, заверяют ученые. Возможность редактировать гены непосредственно напрямую в элитных сортах избавляет от необходимости трудоемких этапов гибридизации и самоопыления. Особенно актуально это для быстрого создания сортов, адаптированных к выращиванию в разных климатических зонах.
– Это также позволят нам в перспективе сосредоточится на применении метода к другим важным признакам ячменя, например, устойчивости к стрессовым условиям и питательным качествам зерна, – добавила Екатерина Тимонова.
