Китайские ученые продвинулись на пути биоконфайнмента у видов двудольных ГМО растений, используя сверх-экспрессию определенного гена у модифицированного рыжика посевного.

Портал AgroXXI ознакомился со статьей Нанкинского сельскохозяйственного университета, Китай, в которой говорится о биотехнологиях для ограничения передачи пыльцы от ГМ-рыжика к обычным родственным видам: «Рыжик посевной выращивается как масличная культура, чьи семена богаты питательными веществами и отличаются высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот. Генная инженерия повысила урожайность рыжика за счет устойчивости к засухе, а также позволила улучшить другие характеристики. Однако включение трансгенного рыжика в сельскохозяйственный ландшафт несет в себе высокие риски, связанные с интрогрессией трансгенов родственным сельскохозяйственным и диким видам.

Существующие исследования показывают значительный поток генов, опосредованный пыльцой (PMGF), от трансгенного рыжика к нетрансгенным родственникам, что вызывает обеспокоенность. Таким образом, стратегии биоконфайнмента, такие как клейстогамия (самоопыление без раскрытия лепестков), изучаются для предотвращения непреднамеренного распространения пыльцы ГМО.

Китайские исследователи оценили влияние сверхэкспрессии гена PpJAZ1 на раскрытие цветочных лепестков рыжика, трансформируя его в ГМО-линиях.

При анализе фенотипических различий между трансгенным и нетрансгенным рыжиком до цветения различий не наблюдалось. Однако, когда растения начали цвести, стали очевидны заметные различия в раскрытии цветочных лепестков.

Цветки рыжика имеют четыре стадии развития: стадии цветочного бутона (0-й день), стадии цветения (1-й день), пост-цветения (2-й день) и стадии формирования плодов (3-й день). Исследователи заметили, что фенотипические различия между линиями сверхэкспрессии и нетрансгенными рыжиками обусловлены степенью клейстогамии в линиях сверхэкспрессии только в первый день.

При дальнейшей оценке влияния сверхэкспрессии PpJAZ1 на урожай семян ученые обнаружили, что абортирование плодов наблюдалось только на основных ветвях трансгенных линий и, по-видимому, коррелировало с уровнем клейстогамии. По сравнению с нетрансгенными растениями у некоторых трансгенных линий было выявлено снижение количества семян на растение до 20–50%. Однако существенных различий по массе семян обнаружено не было.

Скорость прорастания пыльцы показала, что у трансгенных растений жизнеспособность пыльцы значимо снизилась на 2 и 3 дни, когда цветение завершилось и лепестки начали опадать. В полевом опыте сверхэкспрессированный PpJAZ1 резко ограничивал передачу пыльцы. 

Таким образом, это исследование показывает, что сверхэкспрессия PpJAZ1 резко ингибирует передачу пыльцы от трансгенного рыжика до нетрансгенного в полевых условиях и может использоваться для биоконфайнмента у других видов двудольных, обеспечивая экологически ответственное внедрение трансгенных растений».