Крупнейшее из когда-либо проводившихся полевых исследований генетически модифицированных лесных деревьев продемонстрировало, что генная инженерия может предотвратить появление новых саженцев.
«Сдерживающие черты», которые исследователи Орегонского государственного университета разработали в ходе исследования, важны из-за общественной обеспокоенности потоком генов - распространением генно-инженерных или экзотических и инвазивных деревьев или их репродуктивных клеток за пределы плантаций.
«Еще многое предстоит узнать и провести дополнительные исследования, но это выглядит действительно хорошо», - сказал соответствующий автор Стив Штраус, выдающийся профессор лесной биотехнологии в OSU. «Это очень интересно».
Результаты исследования, в котором изучалось 3300 тополей на участке площадью 9 акров в течение семи вегетационных сезонов, были опубликованы сегодня в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.
Тополя быстро растут и являются источником многих продуктов, от бумаги и поддонов до фанеры и каркасов для мягкой мебели.
На деревьях, таких как тополя, которые имеют женские и мужские особи, женские цветки производят семена, а мужские цветки производят пыльцу, необходимую для оплодотворения.
Штраус и его коллеги из Департамента лесных экосистем и общества оценили различные подходы к обеспечению стерильности обоих полов деревьев, сосредоточив внимание на 13 генах, участвующих в образовании цветов или контролирующих начало размножения.
По отдельности и в комбинации гены модифицировали свою белковую функцию или экспрессию РНК с целью получения стерильных цветов или отсутствия цветения.
Результат: ученые обнаружили модификации, которые не позволяли деревьям производить жизнеспособные половые отростки, не влияя на другие признаки, и успешно делали это год за годом. Исследования были сосредоточены на женских раннецветущих тополях, что облегчает исследования, но известно, что гены, на которые они нацелены, влияют как на пыльцу, так и на семена, и поэтому должны обеспечить общие подходы к сдерживанию распространения.
Помимо результатов, исследование примечательно своим масштабом, продолжительностью и широкой сетью спонсоров, как государственных, так и промышленных.
«Я горжусь тем, что мы провели исследование, - сказал Штраус. «На это ушло много лет, и многие люди занимались этим, управляли этим.
«Люди боятся, что ГМО-деревья захватят мир, но это сдерживающие гены, которые делают захват мира практически невозможным», - сказал он. «Если что-то является ГМО, люди предполагают, что это опасно - оно виновно, пока не будет доказано, что оно безопасно в сознании многих и в наших сегодняшних правилах. Напротив, ученые говорят, что основное внимание следует уделять признаку, его ценности и безопасности, а не используемому методу.
В начале исследования Штраус задавался вопросом, будут ли деревья выглядеть нормально, выживать или стабильно и надежно проявлять свои новые черты. Все ответы были утвердительными.
"Будут ли наши деревья в порядке, будут ли они изменчивыми или непредсказуемыми? Деревья были в порядке", - сказал он. «Год за годом признаки сдерживания надежно работали там, где мы правильно определили генетику. Не все конструкции работали, но именно поэтому вы проводите исследования».
Штраус также отметил, что новые генетические подходы в его лаборатории, особенно редактирование генов на основе CRISPR, делают производство надежно изолированных и улучшенных деревьев еще проще и эффективнее.
Он указал, что «работа сосредоточена на пыльце и семенах, но тополь также может распространяться вегетативно - например, корневыми побегами. плантации."