Ученые добавили новый ген в табак и повысили его устойчивость
Российские ученые модифицировали табак. Об этом сообщает научно-информационный портал «Поиск». Исследователи добавили ген AtGSTF11 и улучшили устойчивость растения к неблагоприятным условиям – низким температурам, засухе и засоленной почве. Модельные растения, на которых провели опыты, с новым геном показали более высокую жизнеспособность. Описание опытов ученые опубликовали в журнале Russian Journal of Plant Physiology.
Воздействие неблагоприятных факторов на клеточном уровне заканчивается окислительным стрессом: в клетке образуются активные формы кислорода, которые разрушают белки, нарушают структуру ДНК и приводят к гибели клетки или неблагоприятно сказываются на ее жизнедеятельности, добавляют ученые. Существуют клеточные механизмы, которые препятствуют развитию окислительного стресса – низкомолекулярные антиоксидантные соединения, белки (ферменты-антиоксиданты), глутатион.
«Глутатион – короткий серосодержащий пептид, который играет важную роль в защите растений от стресса. Он образуется, затем циклично переходит в окисленную и восстановленную формы и так далее. Это глутатионовый цикл. В этом процессе происходит устранение активных форм кислорода, и клетки растений не погибают. В цикле задействован целый ряд генов. Так вот, мы добавили еще один ген – глутатион S-трансфераза и получили более жизнеспособное растение», – рассказывает заведующий лабораторией геномики растений Института биохимии и генетики УФИЦ РАН Булат Кулуев.
Так, биологам удалось вырастить крепкие растения при температуре +15 градусов Цельсия (нормальная температура для роста табака – + 25 … +28 градусов), скудном поливе (до 50 мл один раз в неделю) и в кислотной среде (почву поливали двухпроцентным раствором хлорида натрия).
«Табак в качестве экспериментального образца был выбран не для того, чтобы облегчить жизнь курильщикам. Табак – очень удобная для исследований модель. Во-первых, в свое время табачные компании активно финансировали исследования этого растения, и на сегодня про табак мы знаем намного больше, чем про многие другие растения: про его анатомию, физиологию, морфологию, биохимию, процессы роста и многое другое. Поэтому любые изменения, которые мы вносим в растение, легко детектировать. И, во-вторых, табак довольно легко трансформируется, хорошо растет и размножается, что тоже упрощает нашу задачу», – поясняет доцент кафедры экспериментальной биологии и биотехнологий УрФУ Александр Ермошин.
Данные, которые получили исследователи, можно применить для родственных сельскохозяйственных культур – картофеля, томатов и других пасленовых растений – и таким образом повысить их жизнеспособность. Однако стойкость сельхозкультур с новым геном в экстремальных условиях ученым еще предстоит проверить.
Источник: Уральский федеральный университет
На фото – табак, который выращивают в УрФУ. Фото: Родион Нарудинов