Ученые повысили устойчивость какао к болезни, угрожающей мировым запасам шоколада

Черная гниль какао, вызываемая патогеном Phytophthora, ежегодно снижает мировую урожайность этой культуры примерно на 30%. Болезнь угрожает доходам миллионов фермеров, выращивающих какао для производства шоколада, передает nv.ua со ссылкой на scitechdaily.com

Проблему усугубляют изменения климата. Колебания температуры, влажности и количества осадков влияют на развитие растений и могут создавать более благоприятные условия для распространения болезней.

Исследователи из Пенсильванского университета использовали генетическое редактирование и традиционное скрещивание, чтобы усилить естественную защиту какао.

Ученые работали с геном TcNPR3, который обычно ограничивает активность иммунной системы растения. Изменив его, они частично активировали естественные защитные механизмы какао, что помогло растениям лучше противостоять последующим заражениям.

Генетическое изменение было минимальным. В одном из случаев исследователи изменили лишь два нуклеотидных основания из примерно 450 миллионов, содержащихся в геноме какао.

По словам профессора Пенсильванского университета Марка Гиллитинана, это позволило снизить уровень заболеваемости примерно на 42% в лабораторных условиях.

После редактирования генома ученые применили традиционное скрещивание, чтобы удалить трансгенный материал — в частности, чужеродную ДНК, связанную с инструментами генетического редактирования. В результате растения сохранили полезную мутацию, но не содержали посторонней ДНК.

По данным исследователей, полученные растения не считаются генетически модифицированными организмами (ГМО) в соответствии с подходами к регулированию, принятыми в США и Европейском союзе, где определенные признаки, полученные путем генетического редактирования, приравниваются к результатам традиционной селекции.

Разработку проверят в полевых условиях

Результаты лабораторных исследований еще не гарантируют, что растения будут обладать таким же уровнем защиты на фермерских плантациях. Поэтому в настоящее время исследователи проводят полевые испытания в сотрудничестве с Министерством сельского хозяйства США на Гавайях и в Пуэрто-Рико.

Следующим этапом станет оценка эффективности растений в реальных условиях выращивания. Если результаты будут положительными, разработчики смогут перейти к масштабированию производства и коммерческому использованию.

Пенсильванский университет уже заключил лицензионное соглашение с биотехнологической компанией AgroNetica, специализирующейся на какао. Она получила коммерческие права на растения с мутацией, обеспечивающей устойчивость к заболеванию.

Компания планирует продолжить испытания, расширить производство и впоследствии поставлять улучшенные сорта какао фермерам в странах, где выращивают эту культуру.

Какие свойства какао планируют улучшить

Устойчивость к болезням — не единственная характеристика, над которой работают ученые и коммерческие разработчики. AgroNetica также планирует развивать другие свойства какао, в том числе:

• повышенная устойчивость к жаре и засухе;
• сниженное накопление кадмия;
• более компактные деревья, которые упростят механизацию выращивания;
• сокращение времени до получения первого урожая;
• создание сортов какао без кофеина.

Эти характеристики пока что являются предметом дальнейших исследований, а не подтвержденными преимуществами растений, получивших лицензию на коммерческое использование.

Исследователи Марк Гиллитинан и Сиела Максимова продолжают изучать свойства, связанные с устойчивостью к изменению климата и продуктивностью культуры.

По словам Максимовой, разработка новых сортов должна вестись непрерывно, поскольку меняются как климатические условия, так и болезни, с которыми сталкиваются фермеры.

Ученые надеются, что сочетание генетического редактирования и ускоренной селекции поможет производителям какао быстрее адаптироваться к новым вызовам и сократить потери урожая.