Новый спрей может защитить оливковые деревья от ксилеллы

Исследовательская группа Института молекулярной и клеточной биологии растений создала революционную технологию для точной и длительной инактивации генов растений с помощью однократного распыления.

Ассоциация результаты, опубликованная в журнале Nucleic Acids Research, подробно описывает инновационный подход, в котором используется доброкачественный вирус, который высвобождает специально разработанные небольшие молекулы РНК для избирательного подавления целевых генов без изменения генетического состава растения.

Эта особенность имеет большое значение в Европейском Союзе, где регулирование в отношении генетически модифицированных организмов (ГМО) является строгим. В результате исследовательская группа подала заявку на европейский патент для защиты этой технологии, которой совместно владеют Национальный исследовательский совет Испании (CSIC) и Технический университет Валенсии.

Технология основана на использовании искусственных микроРНК (амиРНК) — крошечных молекул РНК, которые обладают характеристиками, подобными ДНК, но значительно меньше по размеру.

Эти амиРНК тщательно разработаны для обеспечения высокой специфичности и предотвращения непреднамеренной инактивации генов. Они получены из более крупных молекул-предшественников, размер которых был оптимизирован с помощью Arabidopsis thaliana, часто используемое травянистое растение в исследованиях в области молекулярной биологии и генетики растений.

Этот метод открывает возможности для широкого внедрения на рынке. Он находит применение в повышении продуктивности сельскохозяйственных культур, защите растений от болезней и повышении их устойчивости к изменениям окружающей среды.

Спрей, содержащий безвредный вирус, наносится на целевое растение. Попав внутрь растения, вирус размножается и высвобождает искусственные молекулы РНК, необходимые для инактивации нужного гена.

С одной стороны, нам удалось значительно уменьшить размер молекул-предшественников искусственных микроРНК, не влияя на их активность», — сказал Альберто Карбонелл, исследователь CSIC.

С другой стороны, мы доказали, что можем инактивировать гены растений, распыляя растительные экстракты, включающие безобидные вирусные векторы, производящие амиРНК из минимального количества молекул-предшественников», — добавил он.

Эта технология предлагает ряд преимуществ. Во-первых, одно распыление может внедрить безобидный вирус и произвести амиРНК в целевых тканях растения, что устраняет необходимость многократной обработки и снижает затраты на применение.

Например, исследователи продемонстрировали инактивацию генов, связанных с биосинтезом хлорофилла, с помощью одного распыления, что приводит к пожелтению пораженных тканей.

Карбонелл заявил, что этот подход потенциально может произвести революцию в растениеводстве за счет избирательной инактивации экспрессии генов, повышения урожайности сельскохозяйственных культур и повышения их устойчивости к изменяющимся условиям окружающей среды.

Кроме того, эту технологию можно использовать для иммунизации сельскохозяйственных культур против различных патогенов, включая вирусы.

Замалчивание определенных генов в оливковых деревьях может повысить их устойчивость к синдрому быстрого упадка оливок (OQDS), разрушительному заболеванию, вызываемому этой бактерией. Ксилелла фастидиоза. Исследователи определили ключевые гены оливковых деревьев, которые, если заставить их замолчать, могут повысить их способность противостоять OQDS.

У оливковых деревьев есть защитные механизмы, и исследователи изучают способы усилить эту естественную защиту. Нацеливаясь на определенные гены в самих оливковых деревьях, исследователи стремятся повысить их устойчивость к OQDS.

Точные гены, отвечающие за молчание, играют жизненно важную роль во взаимодействии дерева с Xylella fastidiosa. Некоторые из этих генов участвуют в реакции дерева на бактерию, влияя на тяжесть симптомов OQDS. Заглушив эти специфические гены, исследователи надеются изменить реакцию оливкового дерева на Xylella fastidiosa, сделав его более устойчивым к этой болезни.

Замалчивание этих генов в оливковом дереве предлагает потенциальное решение для борьбы с OQDS, сводя при этом к минимуму потребность в пестицидах широкого спектра действия. Такой подход не только повысит устойчивость деревьев к болезням, но и будет способствовать устойчивым и экологически чистым методам ведения сельского хозяйства.