Индийские учёные обобщили десятилетний опыт в области генетики баклажана и представили дорожную карту по выведению новых сортов. Как следует из обзора в журнале Discover Plants, современные биотехнологии, включая редактирование генома CRISPR-Cas9, позволят сделать эту культуру более устойчивой к изменению климата, питательной и продуктивной.
Баклажан, одомашненный в Индии и Юго-Восточной Азии около 10 тыс. лет назад, – одна из ключевых овощных культур в мире. Он богат биологически активными веществами с антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Однако традиционная селекция баклажанов затруднена, поскольку за урожайность, устойчивость к стрессам и качество плодов отвечают сложные группы генов, сильно зависящие от условий среды.
Исследователи из трёх научных центров Индии считают, что ускорить селекцию помогут новые генетические инструменты. Полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) и картирование локусов количественных признаков (QTL) уже помогли найти участки ДНК, связанные со скоростью созревания, размером плодов, содержанием полезных веществ и даже наличием шипов на стеблях. Например, учёные выяснили, как растение регулирует цвет кожуры и развивает корневую систему для лучшего поглощения воды и питательных веществ.
Особое внимание уделяется устойчивости к болезням. Генетики обнаружили гены, отвечающие за защиту от бактериального и грибкового увядания – заболеваний, которые приводят к большим потерям урожая. Одно из открытий показало, что определённые гены помогают баклажану привлекать в почву у корней полезные бактерии рода Bacillus, которые подавляют патогены. Это открывает путь к созданию сортов, способных самостоятельно формировать здоровую микрофлору.
Технологии генного редактирования решают и практические задачи. Так, с помощью CRISPR-Cas9 удалось создать баклажаны, мякоть которых не темнеет на срезе. Для этого учёные «отключили» гены, отвечающие за выработку полифенолоксидазы – фермента, вызывающего потемнение. При этом высокое содержание полезных полифенолов в плодах сохранилось. Другие исследования направлены на выведение сортов без шипов, которые мешают механизированной уборке и повреждают плоды при транспортировке.
По мнению авторов обзора, комплексный подход, объединяющий данные геномики, анализа белков и метаболитов, позволит системно моделировать развитие признаков у растения. Это поможет вывести новые сорта баклажанов, которые смогут обеспечить продовольственную безопасность в условиях меняющегося климата.