Ученые распаковали генетические ключи для повышения урожайности рапса
Международная группа исследователей, в том числе один из Университета Западной Австралии (UWA), расшифровала геномы 418 уникальных образцов семян рапса со всего мира, чтобы определить признаки, которые селекционеры могут использовать для повышения урожайности.
Исследование «Геномная селекция и генетическая архитектура агрономических признаков при современной селекции рапса», опубликованное в журнале Nature Genetics, является результатом четырехлетнего сотрудничества ученых из Австралии, Китая и США.
Профессор Жаклин Бэтли из Школы биологических наук Университета Австралии и Института сельского хозяйства Университета Австралии, которая является автором статьи, отметила: «Поскольку рапс — это вторая по значимости масличная культура в мире, селекционеры ищут способы получения растений с желаемыми характеристиками или чертами, которые позволят им минимизировать потери урожая и максимизировать урожайность. В то время как адаптация, урожайность и качество рапса значительно улучшились за последние десятилетия благодаря интенсивной селекции, генетика, лежащая в основе желаемых признаков, таких как структура растения, вес семян и содержание масла, остается неясной, поскольку они контролируются несколькими генами».
Исследовательская группа раскрыла геномы 418 различных образцов рапса из разных географических мест, представляющих глобальное генетическое разнообразие. При этом ученые смогли определить гены, лежащие в основе 56 признаков, которые были изменены во время улучшения культуры.
Генетически отредактированные помидоры могут стать новым источником витамина D
Ученые использовали редактирование генов, чтобы повысить уровень провитамина D3 как в плодах, так и в листьях томатов. Открытие поможет перерабатывать помидорную ботву в полезные веганские пищевые добавки.
Новая биообогащенная культура томата может помочь миллионам людей с дефицитом витамина D, растущей проблемой, связанной с повышенным риском развития рака, слабоумия и многих основных причин смертности. Исследования также показали, что недостаточность витамина D связана с усилением тяжести инфекции COVID-19.
Помидоры естественным образом содержат один из строительных блоков витамина D3, называемый провитамином D3 или 7-дегидрохолестеролом (7-DHC), в своих листьях в очень низких количествах. Провитамин D3 обычно не накапливается в спелых плодах томатов.
Ученые из группы профессора Кэти Мартин в Центре Джона Иннеса использовали редактирование гена CRISPR-Cas9 и внесли изменения в генетический код растений томатов, чтобы провитамин D3 накапливался в плодах томата. Листья обработанных растений содержали до 600 мкг провитамина D3 на грамм сухой массы. Рекомендуемая суточная доза витамина D для взрослых составляет 10 мкг.
При выращивании томатов листья обычно являются отходами, но листья отредактированных растений можно использовать для производства веганских добавок с витамином D3 или для обогащения пищевых продуктов.
В исследовании говорится, что содержание витамина D в спелых томатах может быть увеличено за счет длительного воздействия УФ-В лучей, например, во время сушки на солнце.
Способность водорослей ускорять рост за счет пиреноида хотят перенести на пшеницу и рис
Новое исследование предлагает стратегию ускорения роста сельскохозяйственных культур путем заимствования механизма быстрорастущих видов зеленых водорослей.
Водоросли Chlamydomonas reinhardtii содержат органоид, называемый пиреноидом, который ускоряет преобразование углерода, поглощаемого водорослями из воздуха, в форму, чтобы организмы могли использовать ее для роста.
В статье, опубликованной 19 мая 2022 года в журнале Nature Plants, ученые из Принстонского университета вместе с коллегами рассказали, что применили молекулярное моделирование с целью определения особенности пиреноидов, наиболее важных для усиления фиксации углерода, а затем нанесли на карту, как эта функциональность может быть реализована в культурные растения.
Если создать способность, подобную пиреноидам, концентрировать углерод в таких растениях, как пшеница и рис, эти важные источники пищи значительно ускорят развитие.
Водоросль Chlamydomonas reinhardtii достигает фиксации углерода благодаря действию фермента Рубиско, который катализирует превращение СО2 в органический углерод.
Наземные растения также используют Рубиско для связывания углерода, но в большинстве растений фермент работает примерно на треть своей мощности, потому что не может получить достаточное количество CO2 для более быстрой работы.
Поэтому предпринимаются усилия для изучения механизмов концентрации углерода, особенно обнаруженных у цианобактерий и хламидомонад, с надеждой в конечном итоге обеспечить эту функцию для наземных сельскохозяйственных растений.
В России будет создана Национальная база генетической информации
Разработаны поправки в Федеральный закон «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности».
Председатель Комитета СФ по науке, образованию и культуре Лилия Гумерова совместно с первым заместителем председателя Государственной Думы Александром Жуковым внесли законопроект, направленный на совершенствование законодательного регулирования развития генетических технологий в России.
По словам Лилии Гумеровой, законопроект «О внесении изменений в Федеральный закон «О государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности» создает правовые основы функционирования Национальной базы генетической информации, основной задачей которой является обеспечение ее сбора, хранения, обработки и анализа.
Централизованное хранение генетической информации с применением современных аналитических систем позволит обеспечить инвентаризацию экономически востребованных генофондов растений, животных, микроорганизмов, провести оценку динамики изменения селекционного потенциала Российской Федерации, сформировать систему мониторинга использования генетических технологий.
Лилия Гумерова сообщила, что оператором системы станет Курчатовский институт: «Создание национальной базы генетических данных обеспечит высокий уровень конкурентоспособности отечественных разработок в области генетики, гарантирует безопасность хранения генетической информации, позволит вести разработку эффективных стратегий диагностики и терапии наследственных заболеваний, развития отечественных промышленных технологий, в том числе, для сельского хозяйства, обеспечит доступность генетической информации для российских ученых».
