При получении новых сортов мягкой пшеницы специалисты сейчас ориентируются не на классическую селекцию, а на генетическую трансформацию. Но у мягкой пшеницы есть свои особенности – нужные гены приходится вводить в ткань незрелых зародышей, что делает процедуру долгой и неудобной. Специалисты станции искусственного климата «Биотрон» филиала Института биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова разработали более простой метод с использованием тканей зрелых семян.

Вводить гены в мягкую пшеницу сложно. Для этого используют баллистическую трансформацию. Суть метода заключается в том, что кусочек растительной ткани (эксплант) с помощью специального устройства обстреливают вольфрамовыми шариками с нанесённой на них ДНК. Затем экспланты помещают в питательную среду, где из них образуются трансгенные проростки. Но получатся проростки не из каждого экспланта. У мягкой пшеницы для этой роли лучше всего подходит ткань незрелых зародышей молодых зерновок. Следовательно, для генетической трансформации нужно прежде всего вырастить злаки до нужной спелости, что занимает несколько недель, и, если в распоряжении исследователей нет теплицы, они могут сделать это лишь раз в году. Кроме того, надо ещё правильно определить стадию развития зародыша, иначе ничего не получится. Гораздо удобнее использовать ткани зрелых семян, которые доступны круглый год, но пребывают в состоянии покоя.

Сотрудники «Биотрона» разработали специальную питательную среду с ауксином, позволяющую нарушить этот покой. Через 10–14 дней культивирования на ней полученные из зрелых семян экспланты в состоянии дать начало новым проросткам и их можно бомбардировать ДНК. Учёные экспериментировали с семенами ярового сорта Таёжная. Они ввели в экспланты ген зелёного флуоресцентного белка gfp, по свечению которого определяют трансформанты, и ген устойчивости к фосфинотициновым гербицидам bar. Трансгенные растения при этом получались с частотой 0,74 процента, что сопоставимо с частотой баллистической трансформации тканей незрелых семян.

В результате самоопыления данной трансгенной пшеницы исследователи получили 171 семя. Выросшие из них злаки также содержали гены gfp и bar (это подтвердил анализ последовательности ДНК) и передали их следующему поколению.

Исследователям удалось отобрать растения с высокой устойчивостью к гербицидам. Таким образом, результат трансформации оказался устойчивым на протяжении, по крайней мере, двух поколений.

Учёные планируют усовершенствовать разработанный ими метод получения трансгенных растений, увеличив эффективность трансформации, и внедрить его в широкую практику.

Источник информации:

Д. Н. Мирошниченко, Г. Н. Порошин, С. В. Долгов «Генетическая трансформация пшеницы с использованием тканей зрелых семян». Биотехнология, 2010, № 12.