Также исследователи Университета «Сириус создали технологию получения устойчивых к патогенам клеточных культур, в которых будут сохранены свойственные для сорта «мерло» вкус, цвет и запах.
Это позволит выращивать устойчивые к мучнистой росе растения и даст возможность снизить долю применения пестицидов в сельском хозяйстве при борьбе с грибковыми инфекциями, поражающими виноград.
Традиционно в сельском хозяйстве борются с грибковыми патогенами применением фунгицидов. Однако бесконтрольное внесение химических средств грозит негативными последствиями для здоровья экосистем и появлением новых, устойчивых к ядохимикатам штаммов. Одно из направлений, позволяющих избежать подобных проблем, связано с геномным редактированием растений. Изменение генетического материала винограда способно повысить его устойчивость к инфекции и тем самым снизить пестицидную нагрузку на окружающую среду. При этом с химической точки зрения вкус, цвет и запах вина определяется содержанием в нем определенного набора соединений. Именно эти вещества блокируют механизмы, позволяющие ученым повысить устойчивость растения к грибковой инфекции с помощью инструментов геномного редактирования. Сопротивляться грибковой инфекции растениям мешала активность определенного гена, «выключение» которого поможет решить вопрос.
В начале своей работы сотрудники направления «Биология и биотехнология растений» Университета «Сириус» произвели изменение традиционной системы векторов, ранее уже успешно применявшихся другими исследователями и зарекомендовавших себя в качестве эффективного инструмента редактирования генома растений. Однако даже с помощью измененных векторов ученым не удалось добиться возникновения нужных мутаций, заставивших бы нужный ген «замолчать».
Это позволит выращивать устойчивые к мучнистой росе растения и даст возможность снизить долю применения пестицидов в сельском хозяйстве при борьбе с грибковыми инфекциями, поражающими виноград.
Традиционно в сельском хозяйстве борются с грибковыми патогенами применением фунгицидов. Однако бесконтрольное внесение химических средств грозит негативными последствиями для здоровья экосистем и появлением новых, устойчивых к ядохимикатам штаммов. Одно из направлений, позволяющих избежать подобных проблем, связано с геномным редактированием растений. Изменение генетического материала винограда способно повысить его устойчивость к инфекции и тем самым снизить пестицидную нагрузку на окружающую среду. При этом с химической точки зрения вкус, цвет и запах вина определяется содержанием в нем определенного набора соединений. Именно эти вещества блокируют механизмы, позволяющие ученым повысить устойчивость растения к грибковой инфекции с помощью инструментов геномного редактирования. Сопротивляться грибковой инфекции растениям мешала активность определенного гена, «выключение» которого поможет решить вопрос.
В начале своей работы сотрудники направления «Биология и биотехнология растений» Университета «Сириус» произвели изменение традиционной системы векторов, ранее уже успешно применявшихся другими исследователями и зарекомендовавших себя в качестве эффективного инструмента редактирования генома растений. Однако даже с помощью измененных векторов ученым не удалось добиться возникновения нужных мутаций, заставивших бы нужный ген «замолчать».
Тогда исследователи принялись искать пути снижения концентраций фенольных соединений, защищающих ген от внешних воздействий, таких как инструменты редактирования генома. Выбор пал на хитозан – полимер хитина (вещество, входящее в состав клеточных стенок грибов). Это позволило в лабораторных условиях смоделировать процесс воздействия мучнистой росы на клетки винограда.
«Мучнистая роса впервые появилась в Европе в середине XIX века. Предположительно, этот патоген был завезен из Северной Америки вместе с американскими сортами винограда и впоследствии стал серьезной угрозой для уже европейских виноградников, ранее никогда не встречавшихся с этим заболеванием. Селекционеры пытались создать устойчивые к мучнистой росе сорта путем скрещивания европейских сортов с более устойчивыми североамериканскими видами. Однако полученные гибриды, несмотря на повышенную устойчивость к мучнистой росе, не смогли заменить традиционные европейские виды, так как из них невозможно было произвести продукт с привычным вкусом. Несмотря на то, что редактирование генов винограда началось еще в 2016 году, на сегодняшний день получено весьма ограниченное количество сортов. Нам удалось найти подход к редактированию высокометаболитных сортов винограда на примере “мерло”, что потенциально ускорит процесс создания отредактированных древесных растений, устойчивых к мучнистой росе», – делится выводами один из основных авторов исследования, старший научный сотрудник Университета «Сириус» Анастасия Физикова.
«Мучнистая роса впервые появилась в Европе в середине XIX века. Предположительно, этот патоген был завезен из Северной Америки вместе с американскими сортами винограда и впоследствии стал серьезной угрозой для уже европейских виноградников, ранее никогда не встречавшихся с этим заболеванием. Селекционеры пытались создать устойчивые к мучнистой росе сорта путем скрещивания европейских сортов с более устойчивыми североамериканскими видами. Однако полученные гибриды, несмотря на повышенную устойчивость к мучнистой росе, не смогли заменить традиционные европейские виды, так как из них невозможно было произвести продукт с привычным вкусом. Несмотря на то, что редактирование генов винограда началось еще в 2016 году, на сегодняшний день получено весьма ограниченное количество сортов. Нам удалось найти подход к редактированию высокометаболитных сортов винограда на примере “мерло”, что потенциально ускорит процесс создания отредактированных древесных растений, устойчивых к мучнистой росе», – делится выводами один из основных авторов исследования, старший научный сотрудник Университета «Сириус» Анастасия Физикова.
Профессор Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус» Людмила Лутова уверена, что данный аспект имеет принципиальное значение для коммерческой перспективы разработки. К примеру, изменения могут улучшить вкусовые свойства вина.
Полученные данные открывают обширное поле для дальнейших исследований. Продолжив изучать спектры значимых метаболитов отредактированных и исходных растений, ученые смогут создать тест- системы для оценки винодельческих перспектив отредактированных сортов.
Виноград – одна из наиболее древних и популярных сельскохозяйственных культур во всем мире. Его плоды богаты витаминами, минералами и антиоксидантами, такими, как полезный для сердечно-сосудистой системы ресвератрол.
Полученные данные открывают обширное поле для дальнейших исследований. Продолжив изучать спектры значимых метаболитов отредактированных и исходных растений, ученые смогут создать тест- системы для оценки винодельческих перспектив отредактированных сортов.
Виноград – одна из наиболее древних и популярных сельскохозяйственных культур во всем мире. Его плоды богаты витаминами, минералами и антиоксидантами, такими, как полезный для сердечно-сосудистой системы ресвератрол.
