Вчені роблять неймовірні кроки у створенні довгострокових рішень для покращення сільськогосподарських культур шляхом зміни генних матеріалів посівів у виробництві насіння. Їхня мета полягає в тому, щоб дати фермерам доступ до культур, які продукують більше, з меншою залежністю від пестицидів, а також є стійкішими до посухи.



Нові генні інженерні технології, такі як CRISPR (Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats) і RTOD (Rapid Trait Development System), дозволяють легше модифікувати живі організми конкретними шляхами. За даними фонду Генріха Бьолля, понад 1000 дослідницьких центрів створюють дані про послідовності геному шаленими темпами. До 2025 року буде більше даних про геноміку, ніж про астрономію, стверджують науковці, пише AgriBusiness Global.

Ідентифікація та патентування ключових послідовностей генів у сільськогосподарських культурах триває уже впродовж певного часу, але поєднання послідовностей з живими культурами це нова технологія, що змінює галузь. Це не стільки читання геномів, скільки здатність писати і переписувати ДНК рослин. Зростаючий перелік методів генної інженерії, що базується на швидкій, гнучкій “модернізації генів” та синтезі ДНК, обіцяє, що коди ДНК сільськогосподарських культур можуть бути легко перетворені з використанням цифрових та лабораторних інструментів

Вчені з лабораторії Cold Spring Harbor (CSHL), Нью-Йорк, уже досягли успіху у використанні технології CRISPR на рослинах томата, щоб швидко генерувати різні варіанти культури, змінюючи такі характеристики, як форма і розмір плодів, а також вид самої рослини.

Численні потенційні застосування CRISPR включають виправлення генетичних дефектів і підвищення стійкості рослин до хвороб, кажуть вчені, підкреслюючи, що цей метод можна застосовувати для селекції всіх паливних, кормових і харчових культур, включаючи пшеницю, кукурудзу, рис і сорго.

Використовуючи технологію CRISPR для зміни регуляторних послідовностей, команда CSHL налягає на кількісні характеристики. Що вигідно для комерційного сільського господарства, так це гнучкість генетичних варіацій, вироблених за допомогою CRISPR, а не видалення або інактивація білків, і це надає делікатніший вплив на культури, відзначають фахівці.

— Те, що ми продемонстрували щодо кожної з ознак це здатність використовувати CRISPR для генерації нових генетичних і характерних варіацій, які селекціонери можуть використовувати для адаптації рослини відповідно до умов. Кожна риса тепер може контролюватися на зразок того, як лампочка контролюється перемикачем. Технологія працює з рідною ДНК і покращує тільки те, що вже надала природа,  розповів науковий співробітник і професор CSHL Захарі Ліппман.


Інша провідна компанія в галузі редагування генів знаходиться в Саскачевані, Канада, і була відкрита в січні 2017 року. Метою цієї компанії Yield10 є розробка нових технологій для підвищень врожайності культур в рамках формування глобальної продовольчої безпеки.

Увага зосереджена на виявленні нових ознак, які сприяють зростанню врожайності значущих північноамериканських комерційних культур, зокрема ріпаку, сої і кукурудзи. Як зазначають в компанії, ці комерційні культури зараз здебільшого представлені як ГМО зі стійкістю до гербіцидів та шкідників, а науковці розробляють нові риси врожайності, щоб «вкладатися» в існуючу гермоплазму.

Діяльність Yield10 відрізняється фундаментальним фокусом на «створення кращих рослин» на основі передової метаболічної інженерії для виявлення і розгортання нових генів ознак врожайності, які підвищують ефективність фотосинтезу і перетворюють фіксований вуглець в насіння або біомасу. У 2017 році Yield10 підписав ліцензію на дослідження з Monsanto на тестування нового гена врожайності для сої. Також компанія розробляє низку ознак для підвищення вмісту олії в олійних культурах за допомогою редагування генома.

— Ухвалення технології редагування генома в географічних регіонах за межами США може розширити можливості збільшити врожайність рослин, — пояснюють вчені.

Нещодавно Monsanto представила генетично модифіковане насіння бавовнику та сої, стійкі до гербіциду дикамба. Згідно з даними Monsanto, ці продукти захопили понад 20% американських соєвих полів і 50% полів бавовнику в США всього за два роки. У перспективі, Monsanto планує зайняти своїми насінням більш ніж 50% ринку сої США в 2019 році.

— Існує низка компаній, які виробляють генетично модифіковане насіння. Аграрії можуть відмовитися від використання наших продуктів, якщо вони того побажають, але ми хочемо переконатися, що у них є цей вибір, зазначив Скотт Партрідж, віце-президент Monsanto із глобальної стратегії.

Компанія Cibus Global розташована в Сан-Дієго. Завдяки тому, що індустрія переходить від своєї історичної спрямованості на трансгенну технологію до нової області нетрансгенного розмноження рослин за допомогою цільового мутагенезу, Cibus пропонує свій підхід вдосконалену систему генного редагування під назвою RTDS.




— Наш перший комерційний урожай ріпаку з відкорегованого насіння є стійким до гербіцидів, продуктивним і ми легко отримує потрібні нам ознаки в лабораторії, говорить куратор розробок Cibus Джеймс Радтке.

Зараз компанія шукає партнерів і продовжує роботу над програмами щодо льону, рису і картоплі. Рис і льон передбачається зробити стійкими до гербіцидів, а картоплю до фітофторозу.

Аби не пропустити найцікавішого, підписуйтесь на наш канал-Telegram