Университет «Сириус»

Создание форм винограда с комплексной устойчивостью с применением методов генетического редактирования

О проекте

Цель проекта «Создание форм винограда с комплексной устойчивостью с применением методов генетического редактирования» – получить в 2020-2022гг. отредактированные растения-регенеранты винограда для создания отечественных сортов винограда, устойчивых к мучнистой росе (МР) и серой гнили (СГ). К окончанию 2022 года будут получены первые отечественные отредактированные формы (растения) винограда, комплексная устойчивость которых к мучнистой росе и серой гнили достигнута путем нокаута генов. Для дальнейшего патентования сорта полученные отредактированные растения должны будут пройти комплексные испытания в лабораторных полевых условиях в профильном Институте «Магарач», а также регистрацию в Госсортокомиссии (дополнительно не менее 3 лет). В отличие от зарубежных разработок, в ходе данного проекта для генетической модификации получены отечественные сорта винограда, приспособленные к локальным условиям культивирования. Потенциальная востребованность результатов проекта отечественными производителями крайне высокая, так как приобретенная в результате мультиплексного нокаута генов комплексная устойчивость позволит существенно снизить количество обработок фунгицидами.

За период выполнения проекта (2020-2021гг.) в соответствии с планом НИР получены следующие результаты:

Систематизация научных работ по теме проекта позволяет подчеркнуть актуальность поставленных задач и обосновать выбранные методы исследования. Главная задача обзорных научных работ – досконально изучить материал по теме редактирования, в том числе по вегетативно размножаемым культурам, а также по известным семействам генов устойчивости к мучнистой росе и серой гнили винограда; проанализировать и систематизировать все методы редактирования, гены-мишени. Сведения по вегетативно размножаемым культурам и опыт научных групп, работающих в разных странах мира,  полезны для работ с виноградом.

Руководитель

Елена Константиновна Хлесткина

Елена Константиновна Хлесткина

Доктор биологических наук, профессор РАН, директор ФГБНУ Федеральный исследовательский центр «Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова», руководитель направления «Генетика и биотехнология растений» Научного центра генетики и наук о жизни Научно-технологического университета «Сириус»

Актуальность проекта

Плодовые, ягодные культуры и виноград представляют собой важную часть рациона человека и одновременно значимые объекты генетико-селекционных, биохимических и нутрициологических научных исследований.

В настоящее время на смену селекции и межвидовой гибридизации пришли новые технологии - редактирование генов (или генома) как более актуальные, что улучшило селекционную эффективность и резко увеличило набор свойств растений, которые могут быть получены. За последнее десятилетие был достигнут значительный прогресс в изучении у винограда cистемы генов устойчивости и восприимчивости к Erysiphe necator и Botrytis cinerea. Остается острая необходимость в дальнейшем изучение механизмов и поиск новых локусов устойчивости к патогенам.

Генетическое редактирование вегетативно размножаемых плодовых, ягодных культур и винограда при помощи CRISPR/Cas9, несмотря на существующие методические ограничения, требующие оптимизации, уже подтвердило эффективность на достаточном числе культур (земляника, виноград, яблоня, груша, киви, бананы, апельсин, кумкват, грейпфрут и др.). Вовлечение большего числа культур в программы по генетическому редактированию различных целевых генов позволит оптимизировать существующие протоколы и, таким образом, будет способствовать интеграции полученных линий и сортов плодовых, ягодных культур и винограда в производство.

Для виноградарства будущего самыми важными направлениями являются:

  • преодоление инфекций с применением наименьшего количества химических веществ;
  • разработка и внедрение новых устойчивых к патогенам сортов;
  • сохранение и повышение содержания питательных веществ;
  • получение более высоких урожаев;
  • восстановление свойств, непреднамеренно утраченных во время одомашнивания.

Другие проекты