Методы повышения жизнестойкости и устойчивости сельскохозяйственных культур развивались и совершенствовались с течением времени. Биотехнология, или использование биологии для создания новых продуктов и организмов, является одним из направлений, которое открывает большие перспективы для внесения существенных изменений в сельскохозяйственные системы. С помощью этого метода ДНК в клетках растений модифицируется, например, таким образом, чтобы культуры требовали меньше воды и удобрений или были более устойчивы к засухе и болезням растений, что приводит к улучшению их характеристик.

По словам Бастиана Баргманна, доцента Школы наук о растениях и окружающей среде и сотрудника Института наук о жизни имени Фралина, хотя биотехнологии и демонстрируют успехи в улучшении признаков сельскохозяйственных культур, этот процесс может быть долгим и утомительным.

Огромным узким местом при внедрении биотехнологий является то, что необходимо уметь вырастить целое растение из тех нескольких клеток, в которых удалось изменить ДНК. Это называется регенерацией, — сказал он.

Мы можем изменить ДНК в нескольких клетках, но затем заставить эти клетки снова превратиться в целое растение у многих видов может быть довольно сложно.

При финансовой поддержке Национального научного фонда Баргманн, главный исследователь, в сотрудничестве с исследователями из Научного центра растений Дональда Данфорта (штат Миссури) стремится повысить эффективность регенерации растений. В рамках проекта будет проверено использование морфогенных факторов для перепрограммирования судьбы клеток и направления их на формирование целых растений. Группа получила грант в размере 1,2 млн долл.

Основная часть исследований, по словам Баргмана, будет направлена на фундаментальное понимание регенерации растений.

Для этого мы проведем исследования в модельной системе растений — кресс-салате (Arabidopsis thaliana), чтобы лучше понять клеточную и молекулярную регуляцию регенерации и выявить факторы, которые могут способствовать этому процессу, — отметил он.

В качестве доказательства концепции команда затем внедрит использование таких факторов в пшенице — культуре, которая, как известно, с трудом поддается трансформации и регенерации. Вирджинский технологический институт известен своей программой селекции мелких зерновых культур, и исследовательская группа совместно с доцентом Николасом Сантантонио, руководителем программы, будет применять этот процесс на различных сортах пшеницы.