Ученые Калифорнийского университета в Дэвисе совместно с коллегами из Франции, Германии и Ганы объявили о прорыве в селекции риса. Им удалось успешно клонировать семена гибридного вида, сохранив их свойства и возможность к самовоспроизведению. Результаты работы опубликовали в научном журнале Nature Communications, сообщает Phys.org.
Гибриды сельскохозяйственных культур первого поколения зачастую демонстрируют более высокую производительность по сравнению с родительскими растениями. Но эти качества теряются при скрещивании и производстве нового поколения. Поэтому для использования гибридов в сельском хозяйстве фермерам приходится каждый год покупать новые семена.
Одним из решений этой проблемы стало разведение гибридов в виде клонов, которые оставались бы идентичными от поколения к поколению без дальнейшего размножения. Многие дикие растения способны производить семена, которые остаются клонами самих себя. Этот процесс известен как апомиксис. Однако до недавнего времени ученым не удавалось добиться апомиксиса для основных сельскохозяйственных культур.
В 2019 году международная научная группа под руководством специалистов Калифорнийского университета сумела получить апомиксис на кустах риса, получив около 30% клонированных семян. В ходе дальнейших экспериментов биологи довели эффективность клонирования рисовых зерен до 95% на гибридном сорте. По их словам, свойства гибрида будут оставаться как минимум у трех поколений растений.
Процесс включает в себя модификацию трех генов под названием MiMe, которые заставляют растения переключаться с мейоза (процесса, которые растения используют для образования яйцеклеток), на митоз, при котором клетка делится на две генетические копии самой себя. В результате куст дает семена, из которых могут вырасти организмы, полностью идентичные родительскому.
Ученые считают, что такой метод позволит семеноводческим компаниям производить семена дешевле и быстрее, а фермеры смогут пересаживать их из сезона в сезон. Руководитель исследования, профессор Венкатесан Сундаресан отметил, что открытие поможет увеличить урожайность и удовлетворить глобальные потребности населения планеты в продовольствии без значимого наращивания эксплуатации земли, воды и удобрений.
В перспективе это позволит обеспечить едой миллиарды людей, поскольку рис остается основным источником продовольствия для половины восьмимиллиардного населения нашей планеты.