Учёные создали устойчивые к болезням растения какао с помощью редактирования генов

Исследователи из Университета штата Пенсильвания создали устойчивые к болезням растения какао с помощью технологии редактирования генов. Это может помочь решить серьёзную проблему глобальной шоколадной индустрии (стоимостью более $135 млрд в год), которая страдает от патогена Phytophthora spp., вызывающего опасную чёрную гниль стручков. Эта болезнь может приводить к потере до 30% мирового урожая.

В исследовании, опубликованном в Plant Biotechnology Journal, учёные отредактировали ген TcNPR3 у растений какао. В результате у отредактированных растений размер поражений при заражении фитофторой был на 42% меньше, чем у неотредактированных.

Ключевая инновация: впервые получены растения какао, отредактированные с помощью CRISPR-Cas9, но не содержащие чужеродной ДНК (transgene-free). Это решает проблемы регуляции и восприятия потребителями.

Как это работает:

  1. Ген TcNPR3 действует как молекулярный «тормоз» естественной системы защиты растения.
  2. Его редактирование с помощью «молекулярных ножниц» CRISPR-Cas9 переводит иммунитет растения в режим «повышенной готовности».
  3. Затем отредактированные растения скрестили с обычными, получив нетрансгенное потомство с нужными изменениями.
  4. Секвенирование генома подтвердило, что у потомства есть полезная правка, но нет чужеродной ДНК — это «чистые» редактированные растения.

Регуляторный прецедент: Министерство сельского хозяйства США (USDA) определило, что такие растения (без чужеродного генетического материала) не подпадают под регулирование биотехнологий, в отличие от генетически модифицированных организмов (ГМО).

Дальнейшие шаги:

  • Тестирование растений в полевых условиях в тропических регионах.
  • Поиск новых мишеней для повышения устойчивости к болезням.
  • Разработка второго поколения отредактированных линий какао.

Как отметил руководитель исследования Марк Гилтинанан, традиционная селекция новых устойчивых сортов часто занимает десятилетия. Эта работа демонстрирует, как современная биотехнология может работать в рамках существующих регуляторных систем для решения реальных сельскохозяйственных проблем.