Ученые придумали, как улучшить растения, без генетических изменений
Хотя проблема болезней растений не так хорошо известна, как проблема последствий изменения климата, но на самом деле она является одной из самых больших угроз для продовольственной безопасности. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, примерно 20-40% мировых посевов ежегодно гибнут из-за вредителей и болезней. Ученые проводят эксперименты в поисках альтернативы обычным пестицидам, и благодаря недавно разработанной технике подавления экспрессии (сайлесингу) генов фермеры смогут улучшить урожайность без каких-либо потенциальных модификаций генома.
Исследование, которое возглавляет сельскохозяйственный биотехнолог Миттер Нина в Университете Квинсленда, предполагает развитие спрея BioClay, который при напылении создает микроскопический слой, содержащий двухцепочечную РНК (рибонуклеиновую кислоту). В случае угрозы растению начинается процесс, известный как РНК-интерференция - естественный процесс, который ведет к сайленсингу генов вредоносного вируса. Эта система защиты растений является весьма адаптивной. Хотя она не универсальна, но в системе спрея есть информация о различных вирусах.
Впрочем, этот спрей не лишен недостатков. Все испытания BioClay проходили в лаборатории и эффект от него длится всего несколько дней, что является проблемой для использования в полевых условиях, поскольку распылять его заново каждые 3-4 дня не только дорого, но и достаточно трудоемко. В своих опытах с растениями табака Миттер и ее команда обнаружили, что однократное применение спрея борется с вирусом крапчатости примерно 20 дней. Это первый раз, когда исследователям удалось добиться такого результата.
"После применения BioClay растение "думает", что подвергается нападению болезней или насекомых-вредителей и реагирует, защищая себя от целевого вредителя или болезни", - объясняет Миттер: "Спрей BioClay защищает растения и снижает риски для окружающей среды или здоровья человека."
Есть много факторов, которые делают такое решение привлекательным как для корпораций, так и для фермеров. Во-первых, спреи легко адаптировать для борьбы с новыми вирусами или насекомыми, его использование не ограничивается болезнями и вредителями. Действительно, есть масса других применений: они могут помочь растениям пережить засуху, изменить цвет и повысить питательную ценность продовольственных культур.
Во-вторых, по сравнению с разработкой генетически модифицированных организмов (ГМО) с нуля, спреи на основе интерферирующих РНК потенциально гораздо дешевле и менее трудоемки в разработке. По данным опроса, проведенного торговой ассоциацией " CropLife International", стоимость разработки новых ГМО-культур может составить более 100 миллионов долларов, а займет такая разработка более 10 лет.
В-третьих, в отличие от методов ГМО, это новая техника, которая не изменяет геном растения, а лишь защищает его от вредоносных факторов. Кроме того, с экологической точки зрения, в отличие от обычных пестицидов, которые не могут различать полезных и вредных насекомых, РНК-спреи не причинят вреда полезным насекомым, таким как пчелы. Добиться этого довольно сложно, поскольку многие виды насекомых часто обладают одинаковыми важными генами, но возможно.
