Геномный подход против заразихи и других паразитических растений
Международная исследовательская группа, включая учёного из Калифорнийского университета в Дэвисе, использует методы секвенирования и переноса генов для борьбы с заразихой и другими паразитическими растениями, которые ежегодно наносят ущерб урожаям на миллиарды долларов.
В рамках проекта Parasitic Plant Genome Project, финансируемого NSF, профессор Джон Йодер и его коллеги изучают геномные изменения, позволившие этой группе диких растений развить паразитический образ жизни.
"Мы знаем, что паразитические растения произошли от непаразитических, поэтому мы используем эволюционный подход и задаёмся вопросами: "Какие генетические изменения делают растение паразитом и каковы генетические последствия этого?"", — говорит Йодер. — "Следующий этап — определить ключевые гены и пути паразитов и использовать эту информацию для создания устойчивых к ним сельскохозяйственных культур".
В статье на обложке журнала Molecular Plant-Microbe Interactions за май Йодер и его соавтор продемонстрировали новую стратегию: создание в растениях-хозяевах "убийственной" молекулы ДНК, токсичной для представителей семейства Orobanchaceae. Это семейство включает почти 2000 видов паразитических растений, в том числе одни из самых опасных сельскохозяйственных вредителей — Striga (ведьмины метлы) и Orobanche (заразиха).
- Striga может скрытно уничтожать поля. К моменту цветения урожай уже потерян. Её семена сохраняют жизнеспособность в почве десятилетиями. Заражение особенно губительно для основных культур (рис, кукуруза, просо, сорго) в Африке к югу от Сахары и на Ближнем Востоке.
В лабораторных исследованиях вместо инвазивных Striga и Orobanche используют родственное паразитическое растение Triphysaria.
Исследование показало, что техника переноса гена ингибиторной РНК может снизить жизнеспособность корней Triphysaria после прикрепления к генетически модифицированному хозяину на 80%.
Новый грант NSF в размере $3.4 млн позволит проекту провести контролируемые лабораторные эксперименты с последующими полевыми испытаниями в Израиле, Кении или Марокко.
"Следующим шагом будет внедрение гена, эффективного против Triphysaria, в сельскохозяйственные культуры, в частности томат и кукурузу, чтобы проверить его действие против настоящих сорняков — Orobanche и Striga", — отмечает Йодер.