По мере роста мирового населения острее становится проблема недостатка продуктов питания. Одно из возможных решений вопроса — генетическая модификация существующих культурных растений для повышения их урожайности при сохранении площади пахотных земель.
Поскольку численность людей на Земле продолжает увеличиваться, ученые во всем мире ищут новые способы получать большие урожаи, не увеличивая при этом площадь пахотных земель. Один из способов сделать это — генетически модифицировать культурные растения, чтобы добиться от них большей урожайности.
Не все виды растений одинаково хороши в фотосинтезе, и культурных видов это тоже касается: в то время как, к примеру, кукуруза эффективно поглощает солнечный свет, рису это удается намного хуже. Таким образом, чтобы повысить урожайность риса, можно улучшить его способности к фотосинтезу.
Международная команда исследователей из Китая и Германии решила пойти другим путем и обратила внимание на то, как рис реагирует на рост в бедной почве. Они обнаружили, что экспрессия фактора транскрипции OxDREBIC повышалась, когда растения росли в почве с недостатком азота. Затем ученые поняли, что могут подтолкнуть растение к сверхэкспрессии OxDREBIC, добавив вторую копию гена в его ДНК из другого растения.
В итоге модифицированные растения с дополнительной копией гена OxDREBIC производили на 12-40 процентов больше зерен, чем растения из контрольной группы. Этого удалось достичь благодаря более эффективному извлечению азота из почвы и ускоренному цветению, что дополнительно снизило время роста и ускорило получение урожая.
Что любопытно, такая генетическая модификация действует не только на рис: аналогичный эксперимент с растениями пшеницы привел к росту урожайности на десять процентов. Также ученые отмечают, что их метод можно успешно применять без использования генома другого растения — например, с помощью искусственного дублирования нужного гена методами генной инженерии.
Исследование опубликовано в журнале Science.
Автор: Анна Новиковская