Команда ученых из Стелленбошского университета (ЮАР) сообщила о важном шаге в современной селекции винограда. Они с помощью технологии точечного редактирования ДНК (CRISPR) «выключили» один ген в винограде и получили растения, которые меньше страдают милдью и лучше переносят недостаток воды.
Этот ген маркируется как VvDMR6.1 и он связан с тем, насколько сильно виноград реагирует на заражение милдью. Когда этот ген отключили, растения стали менее уязвимы к болезни. При этом учёные заметили ещё один важный эффект: такие растения лучше справлялись с засухой, более экономно расходовали воду и относительно более стабильно переживали условия засухи.
В практическом смысле под технологией точечного редактирования ДНК обычно имеют в виду систему CRISPR‑Cas9, то есть так называемые «генетические или молекулярные ножницы». Смысл в том, что CRISPR‑Cas9 по как бы адресу, записанному в направляющей РНК, находит нужное место в ДНК, разрезает его, а дальше клетка сама зашивает разрыв, с изменением или без изменения гена.
Ученые отдельно подчеркивают, что они не внедряли в виноградное растение чужие гены других организмов. С помощью CRISPR они точечно вмешались в собственную ДНК винограда и изменили работу одного проблемного гена.
По словам руководителя работы, доктора Мануэлы Кампа, результаты показывают, что, грамотно изменив один ключевой ген, можно одновременно улучшить сразу несколько важных свойств винограда, таких как устойчивость к болезням и способность переносить водный стресс.
Это особенно актуально для регионов, где виноградники страдают и от милдью, и от повторяемости всё более частых засух.
С научной точки зрения это большой шаг вперед. Впервые в ЮАР (эта страна – одна из крупнейших производителей винограда в мире) удалось успешно применить точное редактирование ДНК к многолетней культуре, такой как виноград. Авторы считают, что такие подходы в будущем можно будет использовать в программах по улучшению плодовых культур (яблонь, груш и т.д.).
Однако до практического применения в виноградниках ещё далеко. Пока это лабораторные растения, а не готовые сорта. Учёные отдельно признают, что впереди еще долгая проверка таких растений в реальных полевых условиях, чтобы понять, как такие измененные растения будут вести себя в разных климатических условиях; не пострадают ли урожайность, вкус и качество ягод и вина и насколько стабильной окажется устойчивость к милдью и засухе на протяжении лет, все же виноград – многолетняя монокультура.
Кроме того, в разных странах по‑разному относятся к растениям, полученным с помощью геномного редактирования. Где‑то их приравнивают к обычным сортам, а где‑то к сортам ГМО с более жестким регламентом использования.
В исследовании использовался подвойный сорт винограда Рихтер 110 (R110). Это важная деталь: речь идёт о подвое, который широко используется в виноградарстве именно из-за своей засухоустойчивости. При этом авторы рассчитывают, что найденный механизм будет применим и к другим сортам винограда.
Для нас как виноградарей и потребителей винограда, главный вывод этого исследования в том, что наука постепенно подводит нас к сортам, которым потребуется меньше обработок против болезней и которые лучше выдерживают жару и засуху. Сегодня это ещё эксперимент, но направление весьма перспективное.
Возможно, через несколько лет мы сможем увидеть первые промышленные сорта винограда, в которых подправлены подобные гены, и часть нагрузки по борьбе с болезнями и поливу удастся переложить на само растение.
Подробно ознакомиться с самим исследованием можно здесь (на англ. языке).
