Відкрито спосіб клонування гібридного насіння

Вчені Університету Каліфорнії в м. Девіс відкрили спосіб розмноження клонів гібридного насіння. Про це пише propozitsiya.com з посиланням на канадське аграрне видання producer.com.

Десятиліттями селекціонери і генетики шукали спосіб клонування сільськогосподарських культур, але молекулярні механізми, які запускають цвітіння після запліднення і запобігають цвітінню без запліднення, досі недостатньо вивчені. Ще більшою проблемою є те, що насіння, отримане з гібридної рослини, не завжди має ті самі якості, що батьківська рослина. Річ у тім, що під час формування гамети гени й хромосоми перемішуються, тож потомство має комбінацію генів, відмінну від комбінації батьківських рослин.

Через це характеристики потомства можуть поступатися характеристикам батьківських форм рослин. До того ж культури не можуть продукувати насіння без запліднення, тоді як близько 400 видів диких рослин можуть. Однак це лише 0,1% усього видового різноманіття квіткових (покритонасінних).

Дослідники вирішили клонувати рослину рису, зосередившись на одному з генів, який є головним регулятором багатьох інших генів. Тільки після запліднення цей ген, що походить з чоловічої частини генома, запускає здатність заплідненої яйцеклітини формувати зародок. Це запускає увесь набір генів, які трансформують клітину в зиготу — клітину, здатну генерувати цілий організм.

Однак цей ген знаходиться в чоловічій частині генетичного коду. Якщо він виражений також у яйцеклітині, вона теж спроможна формувати зародок. Але цей гаплоїдний зародок, який міститиме лише половину хромосом, може сформувати лише слабку і стерильну рослину.

За нормальних умов починається процес поділу клітин, за якого половина батьківських хромосом втрачається, причому цей процес носить випадковий характер. На цій стадії вченим вдалося заблокувати процес мейозу, щоб дослідити свою гіпотезу. Це вдалося зробити шляхом мутації трьох генів, викликаної за допомогою технології генетичного редагування.

В результаті замість спеціалізованого процесу поділу клітин вченим вдалося досягти регулярного поділу клітин, за якого зберігалися всі батьківські хромосоми (процес мітозу). В результаті було отримано диплоїдну клональну яйцеклітину. Також вчені модифікували вищезгаданий ген так, щоб він активізувався і в яйцеклітинах. Зараз з диплоїдних яйцеклітин вирощуються диплоїдні зародки без запліднення. Зародок буде клональним, тобто міститиме всі батьківські хромосоми без перемішування.

Як з’ясували дослідники, клональна лінія може бути успадкована протягом багатьох наступних поколінь клонів. Якщо технологія виявиться економічно окупною, вона дасть змогу передавати якості гібрида від покоління до покоління.

Вчені хочуть продовжити дослідження, щоб зробити систему ефективнішою і виявити додаткові гени, які допоможуть процесу, а також знайти нові, ефективніші шляхи активації вищезгаданого гену.

Переклав Богдан Малиновський, b.malinovskiy@univest-media.com