Новая технология поможет сельскохозяйственным культурам расти в тесноте

Чтобы прокормить растущее население мира, необходимо увеличить урожайность без расширения пахотных земель. Одно из решений — более плотная посадка культур. Однако при тесном соседстве растения, например кукуруза, тратят энергию на рост в высоту в борьбе за свет (явление shade avoidance), вместо того чтобы формировать урожай.

Генетик растений Ричард Виерстра из UW-Madison и его команда работают над решением этой проблемы. Они изучают и перепроектируют фитохром — ключевой светочувствительный молекулярный рецептор в растениях. Именно фитохром позволяет растениям определять, находятся ли они в тени соседей.

Используя первые трёхмерные модели фитохромов, созданные в лаборатории, учёные разрабатывают сотни мутантных версий этого белка с изменёнными свойствами. Цель — создать сверхчувствительные к свету варианты фитохрома. Если внедрить такие мутантные молекулы в сельскохозяйственные культуры с помощью генной инженерии, растения можно будет "обмануть": они будут "считать", что получают много света, даже в условиях затенения в плотных посадках.

По оценкам Виерстры, эта технология может позволить сократить расстояние между рядами кукурузы с 30 до 20 дюймов и повысить урожайность на 50%. Технология уже патентуется, и одна крупная агрокомпания заинтересована в её коммерциализации. Работы по внедрению модифицированной системы фитохрома в линии кукурузы для селекции уже начаты.