На протяжении почти десяти тысяч лет человек улучшал сельскохозяйственные культуры, отбирая семена растений с лучшим вкусом, размером и урожайностью. Этот медленный и кропотливый процесс сформировал практически все фрукты и овощи, которые мы видим сегодня на полках магазинов. Большинство современных сортов – результат столетий, а то и тысячелетий селекции.
Однако ученые из Лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) нашли способ значительно ускорить этот процесс. Используя инструмент генного редактирования CRISPR, биологи сосредоточились на физалисе, также известном как «золотая ягода», – небольшом плоде, родственном томатам. Их подход может сделать эту культуру проще в выращивании и управлении, открывая дорогу для ее массового возделывания по всему миру.
Эта же стратегия может ускорить создание сортов, более устойчивых к болезням, вредителям и засухе. «Используя CRISPR, вы открываете путь к новым, более выносливым продуктам питания, – говорит Блейн Фицджеральд, специалист по тепличному хозяйству в лаборатории Закари Липпмана в CSHL. – В эпоху изменения климата и роста населения внедрение инноваций в сельское хозяйство станет огромным шагом вперед».
Лаборатория Липпмана специализируется на растениях семейства пасленовых, куда входят такие основные культуры, как томаты, баклажаны и картофель, а также менее известные виды, как физалис. Золотые ягоды, выращиваемые в основном в Южной Америке, становятся все популярнее благодаря своей питательности и сбалансированному кисло-сладкому вкусу. Несмотря на привлекательность, их до сих пор сложно культивировать в промышленных масштабах. По словам Мигеля Санто Доминго Мартинеса, ведущего автора исследования, фермеры все еще полагаются на растения, которые «не являются по-настоящему одомашненными». Фицджеральд добавляет, что «эти массивные, раскидистые растения в условиях агрокомплекса неудобны для сбора урожая».
Опираясь на предыдущий опыт по модификации томатов и другого их родственника с помощью CRISPR, команда отредактировала аналогичные гены у золотой ягоды. Модифицированные растения оказались примерно на 35% ниже, что облегчило уход за ними и позволило высаживать их более плотно. Затем исследователи сосредоточились на вкусе, для чего им пришлось дегустировать ягоды прямо с поля. Фицджеральд описывает этот процесс так: «Мы съели сотни ягод, проходя по полю и пробуя плоды с каждого растения в ряду».
После нескольких поколений разведения команда вывела две многообещающие линии физалиса, сочетающие компактный рост с превосходным вкусом. Хотя плоды получились немного меньше, ученые видят возможности для улучшения с помощью тех же инструментов. «Мы можем нацелиться на размер плодов или устойчивость к болезням, – отмечает Санто Доминго. – Мы можем использовать эти современные инструменты для одомашнивания диких культур». Следующим шагом станет получение разрешений от регулирующих органов, что позволит фермерам получить доступ к семенам и начать производство новых сортов физалиса в более широких масштабах.
