Нова техніка щеплення може боротися з хворобою, що загрожує пшениці та рису
Вчені знайшли новий спосіб об'єднати два види трав'янистих рослин, включаючи банан, рис і пшеницю, з використанням ембріональної тканини їх насіння. Цей метод дозволяє додавати рослинам корисні характеристики, такі як стійкість до хвороб або стресостійкість.
Щеплення-це техніка з'єднання втечі однієї рослини з коренем іншої, щоб вони продовжували рости разом як одне ціле. До цих пір вважалося неможливим прищепити трав'янисті рослини з групи, відомої як однодольні, тому що у них немає певного типу тканини, званого судинним камбієм, в їх стеблі.
Дослідники з Кембриджського університету виявили, що тканини коренів і пагонів, взяті з насіння однодольних трав, що представляють їх найбільш ранні ембріональні стадії, ефективно зливаються.
Результати дослідження опубліковано в журналі Nature .
За оцінками, 60 000 рослин є однодольними; багато з них вирощуються у величезних масштабах, наприклад, рис, пшениця і ячмінь.
Це відкриття має значення для боротьби з серйозними хвороботворними мікроорганізмами, що переносяться через ґрунт, включаючи панамську хворобу, абр "Тропічна расу 4", яка знищує бананові плантації більше 30 років.
Недавнє прискорення поширення цієї хвороби викликало побоювання з приводу глобального дефіциту бананів.
"Ми досягли того, що всі вважали неможливим. Щеплення ембріональної тканини має реальний потенціал для цілого ряду трав'янистих видів. Ми виявили, що навіть віддалені види, розділені глибоким еволюційним часом, сумісні з щепленнями", - сказав професор Джуліан Хібберд з кафедри наук про рослини Кембриджського університету, старший автор звіту.
Цей метод дозволяє ефективно прищеплювати однодольні рослини одного виду і двох різних видів. Щеплення генетично різних тканин коренів і пагонів може привести до появи у рослини нових рис - від карликових пагонів до стійкості до шкідників і хвороб.
Вчені виявили, що цей метод ефективний для ряду однодольних культурних рослин, включаючи ананас, банан, цибулю, агаву текіли і фінікову пальму. Це було підтверджено різними випробуваннями, в тому числі ін'єкцією флуоресцентного барвника в коріння рослин - звідти, де було видно, як він рухається вгору по рослині і через місце з'єднання трансплантата.
«Я прочитав кілька десятиліть тому дослідницькі роботи з щеплення, і всі говорили, що це неможливо зробити в однодольних. Я був досить впертий, щоб продовжувати - протягом багатьох років-поки я не довів, що вони помиляються», - сказав доктор Грег Рівз, науковий співробітник Гейтса Кембриджського університету факультету наук про рослини Кембриджського університету і перший автор статті.
Він додав: "Зробити важливі продовольчі культури стійкими до хвороб, які їх знищують, є нагальним завданням. Наша методика дозволяє нам надавати трав'янистим рослинам стійкість до хвороб або інші корисні властивості, такі як солестійкісь, не вдаючись до генетичних модифікацій або тривалих програм розведення".
Світова бананова промисловість заснована на єдиному сорті бананів, званому Кавендіш, - клоні, який може витримувати перевезення на великі відстані. При відсутності генетичного різноманіття між рослинами, урожай мало стійкий до хвороб. А банани Кавендіш стерильні, тому стійкість до хвороб не можна передати майбутнім поколінням рослини. Дослідницькі групи по всьому світу намагаються знайти спосіб зупинити панамську хворобу, перш ніж вона стане ще більш поширеною.
Щеплення широко використовувалася з давніх часів в іншій групі рослин, званої дводольними. Дводольні садові культури, включаючи яблука і вишню, і цінні однорічні культури, включаючи томати і огірки, зазвичай вирощуються на щеплених рослинах, оскільки цей процес надає корисні властивості, такі як стійкість до хвороб або більш раннє цвітіння.
Дослідники подали патент на свою техніку щеплення через Cambridge Enterprise. Вони також отримали фінансування від Ceres Agri-Tech, партнерства з обміну знаннями між п'ятьма провідними університетами Великобританії та трьома відомими науково-дослідними інститутами в галузі сільського господарства.
"Панамська хвороба-величезна проблема, що загрожує бананам у всьому світі.
"Чудово, що Кембриджський університет має можливість зіграти свою роль у збереженні такого важливого продовольчого врожаю",-сказала д-р Луїза Сазерленд, директор Ceres Agri-Tech.
Компанія Ceres Agri-Tech, очолювана Кембриджським університетом, була створена і управляється Cambridge Enterprise. Він надав перекладацьке фінансування, а також досвід комерціалізації та підтримку проекту, щоб розширити технологію та підвищити її ефективність.
Це дослідження фінансувалося стипендіальною програмою Гейтса Кембриджа.
Також читайте:
- Удобрення калієм підвищує стійкість картоплі до посухи для розширення географії виробництва
- Вчені за допомогою редагування генома зробили ячмінь стійким до передчасного проростання
- Рослини навчили виробляти феромони, які захищають їх від шкідників
- Додавання мінералів при зрошенні може знизити вміст токсичних елементів в ґрунтах