Это в разы больше, чем ежегодный прирост, который дают традиционные методы селекции.

Эффект достигается за счет применения молекулы-предшественника трегалозо-6-фосфата (T6P) — вещества, которое регулирует уровень «сахара» в растениях.

T6P влияет на обмен веществ, рост и развитие, включая синтез крахмала — ключевого углевода в питании человека.

Результаты опубликованы в издании Nature Biotechnology.

Исследование началось в 2006 году, а теперь четырехлетние полевые испытания в Мексике и Аргентине подтвердили: технология действительно работает.

Пшеница — культура со сложной генетикой, и селекция здесь продвигается медленно.

Химическая обработка T6P действует как переключатель: она запускает синтез крахмала в зерне, что напрямую влияет на урожайность. Кроме того, это усиливает фотосинтез в верхних листьях, так как растет потребность в углероде для формирования зерна.

Лабораторные эксперименты давали обнадеживающие результаты, но теперь технология доказала эффективность в реальных условиях.

В полевых испытаниях прирост урожая наблюдался все четыре года, независимо от осадков — главного неконтролируемого фактора, который лимитирует урожайность во всем мире.

Еще один плюс — возможно, удастся сократить использование удобрений.

T6P активирует гены, отвечающие за синтез аминокислот и белка в зерне, а значит, качество пшеницы не пострадает даже при повышенной урожайности.

От открытия до внедрения прошло 25 лет, — говорит Мэттью Пол, руководитель исследования.

В фундаментальной науке такие сроки обычны, но мы надеемся, что новые технологии, например ИИ, ускорят процесс. Подобные инновации критически важны для устойчивого сельского хозяйства. Благодарен коллегам и грантам, которые сделали эту работу возможной. Было трудно, но оно того стоило.

Компания SugaROx, созданная Rothamsted и Оксфордом, займется внедрением разработки. «Редко удается перенести передовые технологии из лаборатории в поле, — говорит Кара Гриффитс, CEO SugaROx. — Наш метод доказал, что новые агрохимикаты могут серьезно повысить урожайность и устойчивость культур, особенно в условиях меняющегося климата».

Мы не редактировали гены, а нашли способ напрямую влиять на ключевые процессы в растении, — добавляет профессор Бен Дэвис.

Это новый класс «препаратов для растений», и создавать его было невероятно интересно.

Польза исследования:

• Урожайность без генетических модификаций – метод не требует редактирования ДНК, а значит, может быть быстрее внедрен и проще принят фермерами.
• Снижение зависимости от удобрений – если технология действительно позволит сохранить качество зерна при меньшем количестве подкормок, это снизит затраты и экологическую нагрузку.
• Устойчивость к климатическим стрессам – результаты не зависели от осадков, что критически важно в условиях учащающихся засух.
• Пример успешной коллаборации – фундаментальная наука (Оксфорд), прикладные исследования (Rothamsted) и быстрый трансфер технологий (SugaROx) – редкий, но эффективный сценарий.

Ранее казанские ученые повысили урожайность пшеницы на 11%.