Основная цель работы — защитить виноград от мучнистой росы, губительной для европейских виноградников. Как пояснила старший научный сотрудник Университета «Сириус» Анастасия Физикова, этот грибок был завезен из Северной Америки вместе с американскими сортами и стал серьезной угрозой для европейских виноградников, никогда не сталкивавшихся с этим заболеванием.
Новая методика основана на использовании «нобелевского» геномного редактора CRISPR/Cas. Ранее применение этой технологии для редактирования генома растений было довольно проблематичным — удавалось успешно модифицировать лишь некоторые сорта, в том числе белый виноград Шардоне. Российские ученые разработали инновационный подход, который значительно повышает эффективность таких процедур.
Ключом к успеху стало обнаружение важной роли хитозана — основного компонента клеточных стенок грибов. Добавление этого вещества в питательную среду активирует клеточный иммунитет растений, что одновременно повышает вероятность успешного редактирования ДНК и увеличивает шансы на выживание клеток.
Как предполагают биологи, это связано со способностью хитозана снижать выработку ресвератрола и других антиоксидантов из класса фенольных соединений, которые в больших количествах присутствуют в клетках культурных сортов черного винограда и затрудняют редактирование их генома.
Применив созданный подход, исследователям удалось подавить работу гена MLO7, активность которого способствует развитию мучнистой росы на сорте Мерло и других популярных вариациях черного винограда. В будущем ученые рассчитывают получить новые устойчивые к этому заболеванию версии Мерло и других культурных сортов.
Разработка российских специалистов открывает перспективы для создания улучшенных, более устойчивых к болезням сортов винограда, что имеет большое значение для виноделия и сельского хозяйства в целом.