Австралийские биологи вывели новый сорт твердой пшеницы, способный расти на подсоленных почвах Австралии и других континентов, и успешно вырастили первый урожай «солеустойчивого» злака, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Biotechology.

На сегодняшний день лишь небольшая часть суши – около 10% – используется для выращивания различных сельскохозяйственных культур. По текущим оценкам ООН, лишь 23% от общей площади суши могут быть успешно использованы для сельскохозяйственных целей, остальные территории для этого не пригодны из-за суровых климатических условий или состава почвы.

Группа генетиков под руководством Мэтью Гилихэма (Matthew Giliham) из университета города Аделаида (Австралия) «подняла» потолок максимально возможного объема сельскохозяйственной продукции, вставив в геном одного из сортов твердой пшеницы несколько генов, позволяющих ей расти на подсоленной почве.

Жертва селекции

Как объясняют ученые, твердая пшеница (Triticum turgidum durum) требует особого состава микроэлементов в почве, так как в результате селекции она «случайно» потеряла несколько генов, отвечающих за регулирование концентрации ионов натрия в ее клетках. Повышенная концентрация натрия в листьях пшеницы приводит к понижению интенсивности фотосинтеза, что негативно сказывается на урожайности злака.

Подсоленная почва богата этими ионами, что объясняет невысокую результативность твердой пшеницы на таких территориях.

Для решения этой проблемы Гилихэм и его коллеги вставили в геном злака несколько копий «супергена» Nax2, который придавал устойчивость к соли у ее предка – дикой пшеницы-однозернянки (Triticum monococcum).

Этот ген отвечает за производство особых белков, которые располагаются на мембране клеток ксилем – «водопроводов» в стебле пшеницы. Данные белки захватывают лишние ионы натрия и не дают им подняться до тканей листьев.

Проверка на прочность

Авторы статьи убедились в жизнеспособности нового сорта пшеницы в лаборатории и приступили к полевым испытаниям. Исследователи засеяли зернами солеустойчивого злака целое поле в юго-восточной части континента, в 300 километрах к западу от Брисбана. Как отмечают биологи, в этой части штата Южный Новый Уэльс почва малопригодна к использованию в сельском хозяйстве из-за высокой солености.

«Самое главное, добавление генов солеустойчивости не привело к снижению урожайности по сравнению с обычной пшеницей. В благоприятных условиях, их плодовитость совпадала. При высокой солености почвы наш сорт обгоняет своего обычного "предка» на 25%", – пояснил один из участников группы Ричард Джеймс (Richard James) из Государственного объединения научных и прикладных исследований в Канберре (Австралия).

По словам биологов, их сорт пшеницы готов для повсеместного использования фермерами и он не принадлежит к числу трансгенных растений, что снизит возможное неприятие среди производителей и потребителей хлеба.

«Хотя мы использовали методы молекулярной биологии для изучения гена солеустойчивости, он был вставлен в геном твердой пшеницы нетрансгенными методами. Иными словами, мы создали новый сорт пшеницы, которая не попадает в число ГМО, и поэтому может использоваться без каких-либо опасений», – заключает другая участница исследования Рана Муннс (Rana Munns) из Государственного объединения научных и прикладных исследований.