Генетики отредактировали ДНК какао, чтобы спасти будущее шоколада

Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали сорт какао с повышенной устойчивостью к одному из самых опасных заболеваний растения. Как сообщается в пресс-релизе университета, теперь технологию планируют проверить в полевых условиях, прежде чем предлагать фермерам.

За разработкой стоят десятилетия работы генетиков Марка Гилтинана и Сиэлы Максимовой. Они изучают какао с 1980-х годов и создали новую линию растений с помощью редактирования генома и традиционной селекции.

Болезни уничтожают до трети урожая

Одной из главных угроз для какао остается черная гниль плодов. Ее вызывает патоген, похожий на плесневый гриб, который способен поражать созревающие бобы. По оценке Гилтинана, заболевание приводит к потере примерно 30% мирового урожая.

Ситуацию осложняет изменение климата. Деревья какао происходят из тропических лесов Амазонии, где растут в тени и при относительно стабильных температуре и влажности. На плантациях в Африке, Азии и Латинской Америке им приходится приспосабливаться к другим условиям. Перепады температуры и осадков могут ослаблять растения, а влажная погода способствует распространению болезней.

Обычная селекция не всегда позволяет быстро получить устойчивый сорт. Какао растет медленно и начинает давать семена примерно через три года, поэтому создание и проверка новых разновидностей могут занимать десятилетия.

«Климат меняется быстрее, чем эти деревья способны естественным образом приспосабливаться», — отмечает Максимова.

Ученые изменили работу иммунитета

В исследовании, опубликованном в 2025 году в журнале Plant Biotechnology Journal, команда использовала технологию редактирования генома CRISPR. Ученые изменили ген TcNPR3, который действует как своеобразный тормоз иммунной системы какао. После редактирования защитная реакция растения активируется сильнее, помогая ему противостоять инфекции.

Затем исследователи скрестили полученные растения, чтобы удалить генетический материал, использованный для редактирования. В итоге в геноме остались целевые изменения, но не осталось посторонней ДНК от инструментов редактирования.

«В одном случае мы изменили всего две буквы в геноме растения. Из примерно 450 миллионов таких букв это единственное изменение привело к снижению заболеваемости примерно на 42% в лабораторных условиях», — рассказал Гилтинан.

Результат пока нельзя считать доказательством устойчивости на плантациях. Испытания в лаборатории показывают перспективность подхода, но растениям еще предстоит пройти полевые проверки.

Когда новый сорт появится на плантациях

Университет заключил лицензионное соглашение с биотехнологической компанией AgroNetica. Она займется дальнейшими испытаниями, размножением растений и подготовкой технологии к возможному коммерческому использованию. Проверки планируют проводить при участии Министерства сельского хозяйства США на Гавайях и в Пуэрто-Рико.

Компания также работает над какао, которое лучше переносит жару и засуху, накапливает меньше кадмия и подходит для более механизированного выращивания. Среди других направлений — ускорение первого урожая и создание разновидностей какао без кофеина.

Пока неизвестно, когда устойчивые растения смогут попасть к фермерам и насколько сильно они повлияют на мировое производство шоколада. Для этого потребуются дополнительные испытания и значительные вложения. Однако разработка может помочь сократить потери урожая — одну из причин нестабильных поставок какао и удорожания шоколада.

«Мы пытаемся решить реальные проблемы фермеров. Если удастся сократить потери, повысить урожайность и помочь растениям быстрее приспосабливаться к меняющимся условиям, это и будет главным результатом», — подчеркнул Гилтинан.