Табачные растения расцветают, когда им всего несколько месяцев, а затем они умирают. Теперь исследователи обнаружили генетический переключатель, который может удерживать растения молоды в течение многих лет и который допускает неограниченный рост. Короче говоря, идеальный источник биомассы.
Жизнь табачных растений коротка. Они растут в течение трех-четырех месяцев, затем цветут, а затем умирают. Их размер также ограничен, а растения растут примерно до полутора до двух метров. В настоящее время исследователи из Института молекулярной биологии и прикладной экологии им. Фраунгофера IME в Мюнстере располагают собственным фонтаном молодого табачного завода, что означает, что они могут сохранить его навсегда. Исследователи из Мюнстера обнаружили генетический переключатель, который может препятствовать цвету растений от цветения до цветения. Это также предотвращает раннее исчезновение растений до старения – и подавляет фактор, который останавливает рост. «Первому из наших табачных заводов сейчас почти восемь лет, но он все еще продолжает расти и расти», – говорит профессор Дирк Прюфер, руководитель отдела функциональной и прикладной геномики IME. «Хотя мы регулярно сокращаем его, он составляет шесть с половиной метров в высоту. Если бы наша оранжерея была немного выше, она, вероятно, была бы еще больше. Его стебель уже составляет десять сантиметров в диаметре ». Если на обычных табачных растениях листья, которые растут со дна стебля, вскоре становятся желтыми и падают, листья растения IME остаются здоровыми и зелеными. Вот почему ученые крестили модифицированные виды растений «навсегда молодые».
Но что именно делают исследователи, чтобы дать растениям вечную молодость и сделать их способными к неограниченному росту? «Мы модифицируем выражение определенного гена, а точнее, информацию, содержащуюся в нем, так что цветение растения задерживается», – объясняет Прюфер. Затем исследователи вставляют модифицированный ген обратно в растение, используя бактерию. Роль бактерии заключается в том, чтобы действовать как своего рода челночный сервис для модифицированного гена.
Производство биомассы
Этот принцип можно передавать и использовать на других видах растений; на данный момент ученые работают также на заводах картофеля от имени японской химической компании. Они используют свои знания, чтобы получить урожай, чтобы получить гораздо большее количество биомассы. В случае с картофелем это означает гораздо больше крахмала. «Если мы хотим гарантировать безопасность поставок для пищевых продуктов и растительного сырья, урожайность на гектар придется удвоить к 2050 году, – утверждает немецкий совет по биотехнологии. Эта новая технология приближает нас к этой цели », – считает Прюфер. «Тем не менее, наш метод, скорее всего, принесет успех, пока цветы растения, о котором идет речь, не играют существенной роли – например, сахарной свеклы. Не имеет смысла использовать технику для рапса ». Предотвращение растений от цветения представляет собой значительное преимущество, поскольку цветение не означает производство семян или пыльцы. В результате растения не имеют возможности воспроизводить, что означает, что они не могут беспрепятственно распространяться в окружающую среду.
В будущем исследователи хотят идти дальше и иметь возможность отключать ограничения роста растений, используя химический мутагенез, а именно, используя обычные методы выращивания. Этот процесс включает использование химических добавок для внесения изменений в последовательность ДНК семени. Преимущество заключается в том, что растение, выращенное таким образом, больше не будет генетически модифицировано, а просто растение, выращенное с использованием стандартных методов. «Но для того, чтобы иметь возможность сделать это, нам сначала нужно лучше понять дерегулирование генов», – говорит Прюфер, который надеется, что эксперименты по культивированию могут начаться в следующем году. Тогда, возможно, нормальные растения тоже смогут расти.