Грядки будущего могут удивить нас томатами размером с тыкву и баклажанами-гигантами! Исследователи из Университета Джона Хопкинса (США) обнаружили гены, отвечающие за размер плодов у растений семейства паслёновых — томатов, баклажанов, картофеля. Это открытие, опубликованное в журнале Nature, способно перевернуть сельское хозяйство, подарив миру новые сорта с рекордными урожаями.
Генетик Майкл Шатц и его коллеги уже несколько лет занимаются масштабным проектом по полной расшифровке геномов 22 культур семейства пасленовых, включающего томаты, картофель и баклажаны. Все эти культуры издревле культивируются человеком и во многих регионах планеты являются основой рациона.
Исследователи проследили, как гены этих растений эволюционировали с течением времени, и обнаружили, что более половины из них в какой-то момент в далеком прошлом мутировали и образовали дубликаты (паралоги). Чтобы выяснить, что это означает, ученые с помощью технологии редактирования генов CRISPR-Cas9 вносили изменения в один или оба дубликата того или иного гена, а затем эти модифицированные растения выращивали.
Оказалось, что генетические дубликаты определяют такие признаки, как время цветения, размер и форма плодов.
Так например:
Ген CLV3 у австралийского лесного паслёна:
- Отключение обоих дубликатов привело к появлению деформированных, «пузырчатых» плодов.
- Редактирование одного дубликата с помощью CRISPR-Cas9 позволило вырастить крупные, симметричные плоды.
- Аналогичный ген у африканского баклажана регулирует число семенных полостей (локул). Чем их больше — тем крупнее плод.
- Эксперименты с томатами: редактирование дубликатов гена CLV3 дало помидоры с увеличенным числом локул и размером.
Почему это революция?
Крупные плоды позволят собрать больше урожая с одного растения. Учёные могут комбинировать гены размера с генами, отвечающими за сахаристость или аромат. что позволить улучшить вкусовые каччества. При изменении климата, метод CRISPR позволит создать сорта, адаптированные к засухе или болезням.
Интересный факт: Современные томаты уже в 100–1000 раз крупнее своих диких предков, но новая технология может ускорить эту эволюцию в разы!
Теперь ученым предстоит расширить список культур: технология применима к картофелю, перцам и другим паслёновым. Открытым остается вопрос безопасности: учёные проверяют, не влияют ли изменения на питательность или аллергенность плодов.
Появление на рынке первых «гигантских» сортов стоит ожидать уже через 5–10 лет.
Данная технология не просто прорыв в генетике, а шаг к устойчивому будущему. Возможно, скоро на наших столах появятся баклажаны весом в килограмм или картофель размером с дыню — и всё благодаря крошечным генетическим «ножницам» CRISPR.
