Новая африканская маниока устойчива к разрушительным вирусам

Ученые ETH Zurich создали новый сорт африканской маниоки, предпочитаемый потребителями и фермерами, который устойчив к двум основным вирусным заболеваниям в Африке. Теперь они хотят протестировать устойчивую маниоку в Африке.

Маниока — одна из важнейших культур в тропических странах, особенно в Африке к югу от Сахары. Однако вирусы угрожают производству маниоки и, как следствие, основному продукту питания сотен миллионов людей. Под руководством профессора Вильгельма Груйссема и старшего научного сотрудника доктора Эрве Вандершурена исследователи ETH Zurich с помощью генной инженерии создали новый сорт маниоки, устойчивый к опасному вирусу коричневой полосатости маниоки (cassava brown streak virus). Вирус поражает съедобные крахмалистые корни и окрашивает их в коричневый цвет, что делает корни непригодными для потребителей. Вирус возник в Восточной Африке и угрожает распространиться в Центральную и Западную Африку.

Создание иммунной маниоки с помощью малых РНК

Чтобы сделать маниоку устойчивой к вирусу коричневой полосатости, исследователи модифицировали генетическую структуру одного сорта маниоки для производства малых интерферирующих РНК (siRNA). Растение естественным образом производит siRNA после заражения вирусом, но ученые заставили маниоку производить siRNA во всех своих частях до того, как вирус сможет её заразить. Как только вирус атакует растение, короткие siRNA останавливают его, присоединяясь к геному вируса, который также состоит из РНК. Это предотвращает размножение вируса и его распространение по растению.

Испытания в теплице показали, что новый ген, производящий siRNA, эффективно защищает маниоку от вируса. Даже через несколько месяцев после заражения трансгенных растений маниоки вирусом коричневой полосатости ученые не обнаружили никаких признаков того, что вирус может размножаться. Производство siRNA не влияет на саму маниоку. Она растет нормально и дает здоровые корни. Исследователи нацелились на часть генома вирусной РНК, которая высоко консервативна в ходе эволюции и поэтому очень редко меняется. Это должно затруднить адаптацию вируса к siRNA-опосредованному иммунитету.

Устойчивость к другому вирусу маниоки сохраняется

Исследователи использовали нигерийский сорт TME 7, также известный как "Oko-iyawo". Этот сорт естественно устойчив к мозаичной болезни маниоки, вызываемой другим вирусом, который серьезно влияет на производство маниоки по всей Африке. Профессор Вильгельм Груйссем поясняет, что эта устойчивость не меняется из-за новой устойчивости к вирусу коричневой полосатости. Вирус коричневой полосатости, скорее всего, передается той же белокрылкой Bemisia tabaci, которая распространяет и мозаичную болезнь маниоки. Это крошечное насекомое высасывает соки растений и при этом передает вирусы в растение маниоки. "Популяция белокрылки Bemisia tabaci в последние десятилетия сильно увеличилась, — подчеркивает профессор Вильгельм Груйссем, — и представляет большую, чем когда-либо, угрозу для выращивания маниоки". Он добавляет, что белокрылку трудно контролировать, даже если африканские фермеры могут позволить себе купить инсектициды. "Вот почему защита маниоки от вирусов с помощью генетической модификации гораздо эффективнее и экологичнее".

Улучшение предпочитаемого сорта

Ученые ETH Zurich выбрали TME 7 из десятков потенциальных сортов, потому что он популярен среди потребителей и фермеров и имеет лучшие предпосылки для успешного выращивания. В качестве следующего шага профессор Груйссем и доктор Вандершурен вместе с коллегами в Африке хотят проверить, остается ли улучшенный сорт маниоки устойчивым к обоим вирусам в полевых условиях в естественных условиях. Немецкий фонд Fiat Panis, поддерживающий исследования маниоки в ETH, уже зарезервировал финансирование для полевых экспериментов. Ученые ETH Zurich также активно занимаются передачей технологии заинтересованным исследовательским институтам в Африке для разработки устойчивости к вирусам в местных сортах, предпочитаемых потребителями в их странах.