Учените от Института по цитология и генетика на Сибирското отделение на Руската академия на науките (ИЦиГ СО РАН) разработиха нов метод за ускоряване на изкласяването на меката пшеница с помощта на редактиране на генома. Изследователите целенасочено са въвели мутации в определени гени на растението за по-бързо узряване и съкращаване на времето за създаване на нови сортове, става ясно от патент, с който се е запознала агенция ТАСС.

Както отбелязват учените, оптимизирането на сроковете за изкласяване е важна задача в селекцията на пшеницата, тъй като това влияе върху нейната продуктивност и адаптивност. Създаването на нови сортове чрез традиционна селекция е било доста продължително, по-късно започва да се прилага молекулярно-ориентирана селекция, която позволява създаването на сортове въз основа на вече съществуващото генетично разнообразие. Прилагането на метода на „молекулярните ножици“ (CRISPR/Cas9), открит в началото на XXI век, позволява на учените да създават принципно нови мутации. В ИЦиГ СО РАН са разработили нов метод за ускоряване на узряването на меката пшеница, базиран на CRISPR/Cas9.

„Благодарение на високата ефективност и възпроизводимост, разработеният метод е мощен инструмент, който съществено ускорява създаването на сортове пшеница с ранно изкласяване, което му придава значителна практическа стойност за селекционната работа“, се посочва в документа.

Учените са извлекли пшенични зародиши от незрели семена, събрани на 14–16-ия ден след цъфтежа. За да защитят материала от микроби, семената са обработени с разтвори на етанол и белина и са промити няколко пъти със стерилна вода. След това зародишите са поставени в хранителна среда в петриеви панички. Така изследователите са получили специални ембриогенни калуси, които представляват специфична растителна тъкан. С помощта на [биобалистичен метод]* в клетките на тази тъкан е доставен генетичен материал за редактиране на ДНК. За тази цел учените са нанесли върху златни микрочастици протеина Cas9 („молекулярни ножици“ за срязване на ДНК) и два РНК-водача, които насочват протеина към нужните участъци от гените.

След това учените няколко пъти са сменяли хранителните среди с различна температура и осветление. С появата на зелени прорастъци изследователите са ги пресадили в среда за вкореняване, а формираните жизнеспособни растения – в почва. За да проверят резултатите от експеримента, биолозите са анализирали ДНК на получените растения чрез методите на ПЦР (PCR) и секвениране, за да се уверят, че в гените са настъпили необходимите промени, ускоряващи изкласяването. Растенията с мутации са размножени от учените чрез метода на самоопрашване, което е позволило да се затвърди признакът за ускорено изкласяване в следващите поколения. Сътрудниците на ИЦиГ СО РАН са проверили ефекта от новия метод в оранжерийни и полеви условия и са установили, че въведените мутации изпреварват с 4–5 дни контролните растения от сорта пшеница „Велют“.