Японские учёные при помощи редактирования генома сделали ячмень устойчивым к преждевременному прорастанию

Учёные из университета японской префектуры Окаяма создали ячмень, устойчивый к преждевременному прорастанию: эта проблема становится всё актуальнее на фоне изменения климата.

При дождливой погоде в фазе созревания зерно может преждевременно прорасти, что снизит качество урожая. Чтобы зерно не прорастало до сбора урожая, оно должно находиться в состоянии покоя. Однако если состояние покоя продлится слишком долго, это помешает прорастанию при производстве солода или последующем посеве зерна. Чтобы найти способ управления прорастанием, команда под руководством профессора Хироси Хисано использовала технологию редактирования генома CRISPR/Cas9. Результаты исследования опубликованы в журнале Plant Biotechnology Journal. 

Учёные взяли образцы ячменя сорта Golden Promise и направленно изменили отвечающие за состояние покоя гены qsd1, qsd2 или же оба сразу. Затем они сравнили, как прорастают модифицированные и немодифицироанные семена в условиях повышенной влажности. Отметив, что подвергшиеся редактированию образцы не проросли за семь дней, они использовали 3-процентный раствор перекиси водорода для стимуляции прорастания, чтобы проверить, не погибли ли зёрна. Оказалось, что они находятся в состоянии покоя, из которого их не вывела повышенная влажность. 

Было обнаружено, что образцы с изменённым геном qsd2 не прорастают на свету, зато прорастают в темноте. Также прорастание мутированных зёрен стимулировала низкая температура. Во всех образцах накапливалась абсцизовая кислота, которая препятствует прорастанию, однако уровень её был достаточным только для задержки прорастания, но не для поддержания долгосрочного состояния покоя. 

— Нам удалось получить ячмень, устойчивый к преждевременному прорастанию. К тому же наше исследование пояснило роль генов qsd1 и qsd2 в прорастании зерна, а также установило, что qsd2 играет более важную роль, — сказал Хироси Хисано. Учёные уверены, что результаты их работы помогут вывести сорта зерна, которые будут прорастать только тогда, когда это нужно.