Прививка с эпигенетически модифицированным подвоем дает сюрприз

Привитые растения томатов, участвовавшие в исследовании, дали семена, которые дали потомство, которое было в среднем на 35% более продуктивным. И эта энергия роста сохранялась у потомства в течение пяти поколений в исследовании. Предоставлено: Penn State.

Новые привитые растения, состоящие из подвоя, эпигенетически модифицированного, чтобы «полагать», что он подвергся стрессу, соединенные с немодифицированным привоем или надземным побегом, дают потомство, которое более энергично, продуктивно и устойчиво, чем родительские растения.

Это удивительное открытие группы исследователей, которая провела крупномасштабные полевые испытания томатов. растения в трех удаленных друг от друга местах на протяжении нескольких поколений растений. Они утверждают, что открытие, сделанное в результате сотрудничества Пенсильванского университета, Университета Флориды и небольшой начинающей компании в Небраске, имеет серьезные последствия для селекция растений.

Поскольку этот метод включает в себя эпигенетику – манипулирование экспрессией существующих генов, а не внедрение нового генетического материала из другого растения, – культуры, выращенные с использованием этой технологии, могут обойти споры, связанные с генетически модифицированными организмами и продуктами питания. На это надеется руководитель исследовательской группы Салли Маккензи, профессор растениеводства в Колледже сельскохозяйственных наук и профессор биологии в Научном колледже Эберли в Пенсильвании.

«Хотя мы сделали это с помидорами, это можно сделать с любыми растениями», – сказала она. «Мы думаем, что это исследование представляет собой крупный прорыв в демонстрации потенциала эпигенетической селекции сельскохозяйственных культур. А позже оно будет иметь серьезные последствия для деревьев и лесов в условиях изменения климата».

Прививка с эпигенетически модифицированным подвоем дает сюрприз

Сяодун Ян, доцент биологии (слева) и Хардик Кундария, недавно получивший докторскую степень, возглавили проект в лаборатории Маккензи, чтобы продемонстрировать влияние эпигенетических манипуляций на продуктивность растений. Здесь показано, как они оценивают эпигенетически модифицированные растения Arabidopsis на предмет изменений в росте. Предоставлено: Penn State.

Основываясь на предыдущем исследовании, проведенном исследовательской группой Маккензи в Пенсильвании, подвой был получен из растений томата, в которых исследователи манипулировали экспрессией гена под названием MSH1, чтобы вызвать «стрессовую память». Эта память унаследована некоторыми потомками, что дает им потенциал для более энергичного, выносливого и продуктивного роста.

Ген MSH1 дал исследователям доступ к пути, контролирующему широкий спектр сетей устойчивости растений, объяснила Маккензи, заведующая кафедрой функциональной геномики имени Ллойда и Дотти Хак и директор Института растений в Пенсильвании. «Когда растение испытывает стресс, такой как засуха или продолжительная сильная жара, оно имеет способность быстро приспосабливаться к окружающей среде, становясь фенотипически« пластичным »- или гибким», – сказала она. «И, оказывается,« помнит »».

Открытие того, что эти «запомненные» черты переходили от корней через прививку к верхушке растения, опубликовано сегодня (22 октября) в Nature Communications– чрезвычайно важно, – отметила Маккензи. Привитые томатные растения участвовавшие в исследовании дали семена, в результате которых было получено потомство, которое было в среднем на 35% более продуктивным, – отметила она. И эта энергия роста сохранялась у потомства на протяжении пяти поколений в исследовании.

По словам Маккензи, растения также более выносливы. Во время компонента исследования, проведенного в Центре сельскохозяйственных исследований имени Рассела Э. Ларсона в Пенсильвании, в августе ураган выпал более 7 дюймов дождя, затопив томатные поля. Собранная вода уничтожила растения, которые были частью других исследований. Тем не менее, растения, которые были потомками привитых растений с эпигенетически обработанным подвоем, в основном выжили, а затем стали процветать.

Прививка с эпигенетически модифицированным подвоем дает сюрприз

Установка эпигенетически модифицированных растений томата … Исследователи считают, что это первая настоящая демонстрация сельскохозяйственно приемлемого метода эпигенетической селекции. Говорят, технология готова к немедленному использованию селекционерами сельскохозяйственных растений. Предоставлено: Penn State.

Потомство привитых растений также показало превосходную выживаемость в других полевых испытаниях, проведенных в Калифорнии и Флориде.

По словам Маккензи, это исследование является первой реальной демонстрацией пригодного для сельского хозяйства эпигенетического метода селекции, добавив, что технология готова к немедленному развертыванию.

«Все, что мы делаем, может сделать любой селекционер в сельском хозяйстве, и теперь мы продемонстрировали в большом масштабе, что оно имеет сельскохозяйственное значение. Оно готово к работе – селекционер может прочитать об этом и внедрить систему для улучшения своего или ее разнообразие, – сказала Маккензи.


Растения передают «память» о стрессе некоторым потомкам, делая их более устойчивыми


Цитирование: Прививка с эпигенетически модифицированным подвоем дает неожиданный урожай (2020, 22 октября) по данным 22 октября 2020 года по адресу https://phys.org/news/2020-10-grafting-epigenetically-modified-rootstock-yields.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок в целях частного изучения или исследования, воспроизведение какой-либо части без письменного разрешения запрещено. Контент предоставляется только в информационных целях.

Leave a Comment