Сотрудники Института физиологии растений РАН и Московского государственного университета инженерной экологии разработали эффективный метод генетической трансформации злаков. Ученые смогли ввести ДНК в семена, что значительно упростило процедуру, поскольку позволило избежать возни с культурой растительных клеток. И помогли им в этом бактерии.

Именно из культивированных трансформированных клеток приходится специалистам выращивать генетически модифицированное однодольное растение (лук, лилию или злак). Это сложно, трудоемко, дорого и малоэффективно. Но существует и более простой способ генетической трансформации, при котором необходимую ДНК в целое растение «втаскивают» специальные бактерии – агробактерии.

Агробактерии проникают в растение, вспрыскивают в него часть собственных генов и начитают в нем паразитировать. Это самопроизвольно происходит в природе, но только с двудольными растениями. Однодольные растения для этого не приспособлены. Удачные попытки получить трансгенную пшеницу с помощью агробактерий в лабораторных условиях можно пересчитать по пальцам, причем успех этой манипуляции зависит от многих факторов, включая сорт пшеницы.

Однако российские ученые нашли способ заставить агробактерии генетически модифицировать однодольные растения, причем, в отличие от своих зарубежных коллег, они изменяли не культивированные клетки, а семена.

Зерно имеет плотную оболочку, которая не пропустит внутрь никакую бактерию. Поэтому на первом этапе трансформации оболочки семян пшеницы слегка повреждали в вакуумной камере при давлении 0,8 атмосфер. После этого семена в течение суток выдерживали в суспензии агробактерий, а затем проращивали. Агробактерии предварительно тоже «взбадривали», обработав экстрактом табачных листьев. В этих первых опытах бактерия должна была «впрыснуть» в семена ДНК, содержащую ген устойчивости к антибиотику канамицину.

Канамицин разрушает хлорофилл, поэтому из обычных семян на среде с антибиотиком вырастают белые проростки. Трансформированные растения остаются зелеными, и их легко отобрать. В опытах российских исследователей эффективность генетической трансформации составила от 3,3 до 9,6%. Это очень хороший показатель. Ободренные успехом, ученые опробовали метод на другом виде злаков, газонной траве овсянице красной. Трансформация прошла и в этом случае, ее эффективность составила 2%. Исследователи рекомендуют предложенную ими схему агробактериальной трансформации для получения трансгенной пшеницы всех сортов, а также других однодольных растений.

Помимо относительной простоты и дешевизны, агробактериальная трансформация семян дает еще несколько преимуществ. Оно позволяет вводить в растение более крупную по размеру молекулу ДНК, избежать появления мутантных, ослабленных и уродливых растений, которые иногда вырастают из культуры растительных клеток, и получать быстрый результат. Российские экспериментаторы смогли анализировать проростки уже на 30-й день опыта, в то время как другие методики требуют 50-80, а то и 110-140 дней.

Дополнительная информация:
Москва, Институт физиологии растений РАН, Степанова А.Ю., gsc@ippras.ru

Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам агентства «Информнаука».