Новый универсальный геном растений может изменить сельское хозяйство навсегда

Появилась новая международная программа, способная навсегда изменить селекцию растений и революционизировать сельское хозяйство благодаря универсальному хлоропластному геному. Исследовательская группа из Института молекулярной физиологии растений Макса Планка в Потсдаме совместно с британскими и американскими партнерами занимается разработкой технологии, которая позволит переносить оптимизированный хлоропластный геном на разные виды растений, что значительно упростит и ускорит процесс создания новых культур с улучшенными характеристиками. Эта инновация направлена на преодоление главной преграды традиционного метода генетической селекции — необходимости долгой и дорогой настройки геномов для каждого отдельного вида.

В основе проекта SyncSol лежит хлоропласт — ключевая органелла растений, где происходит фотосинтез и множество важных метаболических процессов. Особенность хлоропластного генома заключается в его независимости от ядерного генома и однородительском способе наследования, что снижает сложность генетических перестроек и делает его привлекательным для создания универсальных генетических компонентов. Полученное финансирование от британского агентства ARIA в размере более 9 миллионов фунтов стерлингов открывает исследователям новые горизонты для разработки растений, которые смогут поглощать дополнительный углекислый газ, производить лекарственные вещества, биотопливо и устойчивые материалы, а также демонстрировать высокую урожайность и адаптацию к климатическим вызовам.

Руководитель проекта, доктор Даниэль Данкельманн, отмечает, что новая технология позволит значительно повысить скорость и направленность селекции, что имеет огромное значение в эпоху климатического кризиса. По её мнению, универсальный хлоропластный геном станет мощным инструментом, благодаря которому выращиваемые растения смогут быстрее и точнее адаптироваться к меняющимся условиям окружающей среды, одновременно выполняя полезные функции, выходящие за рамки питания. Профессор Ральф Бок, директор института, добавляет, что амбициозный проект открывает масштабные возможности не только для сельского хозяйства, но и для экономики и экологии в целом.

На первом этапе ученые сосредоточены на создании универсального хлоропластного генома, жизнеспособного для всех растений семейства пасленовых, включая такие важные культуры, как томаты, картофель и табак. В прошлом подобные генетические решения создавались только для отдельных видов, что затрудняло и удлиняло работу селекционеров. Универсальный геном позволит значительно снизить затраты и время, необходимые для выведения новых улучшенных сортов с комплексными социально значимыми признаками. Это даст мощный толчок развитию устойчивого сельского хозяйства, минимизирующего негативное влияние на окружающую среду и одновременно повышающего производительность.

Помимо технических аспектов, исследователи уделяют внимание социальным и этическим вопросам, связанным с внедрением новых биотехнологий в аграрный сектор. Проект, который входит в более широкую программу ARIA Synthetic Plants, нацелен на создание культур, способных экономить воду, сохранять урожайность в сложных климатических условиях и предлагать эффективные решения для продовольственной безопасности. Финансирование в более чем 60 миллионов фунтов стерлингов позволяет объединить усилия ученых, стартапов и специалистов различных дисциплин для комплексного подхода к развитию будущих сельскохозяйственных технологий.

В итоге реализация этого проекта способна стать настоящим прорывом, кардинально меняющим представления о том, как выращиваются и оптимизируются сельскохозяйственные растения. Универсальный хлоропластный геном может превратить традиционное растениеводство в динамичную, гибкую и высокотехнологичную отрасль, способную быстро реагировать на вызовы глобальных изменений и обеспечивать не только продовольствие, но и другие необходимые обществу ресурсы. Благодаря таким инновациям будущие поколения смогут пользоваться более экологичными, устойчивыми и продуктивными агрокультурными системами.