Китайские ученые смогут остановить глобальный голод на Земле

Китайские ученые сумели вывести генно-модицифированную кукурузу. К современному растению «привили» ген древнего предка — новая культура более полезная, устойчива к болезням, и для нее требуется меньше удобрений.

Для этого в Китае создали уникальные гибриды риса, картофеля.

Древний теосинте «сэкономил» Китаю миллионы тонн бобов

Китай является крупнейшим в мире потребителем соевых бобов и импортирует около 100 миллионов тонн в год. Естественно, это заметная статья расходов, над сокращением которой давно бились ученые. И вот, наконец, удалось.

Китайские исследователи обнаружили ключевой ген у дикого предка кукурузы — теосинте — и «привили» его в самый распространенный в Китае сорт растения. Оказалось, что после этого содержание белка в кукурузе увеличилось на 4%.

Казалось бы, немного. Однако, по данным официальной газеты China Science Daily, каждое увеличение содержания белка в кукурузе на 1% означает, что Китай может сократить ежегодный импорт сои в размере 8 миллионов тонн.

Выводы китайских ученых, опубликованные в журнале Nature, крайне важны для мировой продовольственной безопасности и развития устойчивого сельского хозяйства.

Теосинте содержит в 3 раза больше белка в семенах, чем современные сорта. Однако в процессе одомашнивания содержание белка снизилось с 20−30%, как в теосинте, так и до 5−10% в современных гибридах кукурузы.

Поскольку кукуруза стала основным источником корма для скота, селекционеры отдавали приоритет содержанию крахмала и урожайности, а вовсе не содержанию белка или вкусу. При этом использование азотных удобрений еще больше снижает важность содержания азота в семенах.

Из-за низкого содержания белка в кукурузе животноводческая отрасль вынуждена добавлять в корма дополнительный соевый белок. А это, в свою очередь, увеличивает количество импортируемых Китаем соевых бобов.

Ученые долго бились над тем, чтобы полностью расшифровать геном теосинте. Для этого современную кукурузу скрещивали с ее диким предком и определили конкретные хромосомные области, которые влияли на полезные признаки.

Наконец, нужный ген нашли. Оказалось, что отвечает он не только за высокое содержание белка в зерне, но и за азотистый обмен.

Полезные аминокислоты стали накапливаться не только в зерне, но и по всему растению. Если содержание белка в семенах увеличилось на 35%, то в листьях — на 18%, в корнях — на 54%, а в стеблях — на 94%. Значит, и зеленые части такого растения-гибрида будут более полезным кормом для животных.

Впрочем, ученые останавливаться на достигнутом не намерены. Они собираются и дальше экспериментировать с генами, чтобы увеличить содержание белков в кукурузе вдвое.

Новый китайский рис будет плодоносить на полмесяца раньше

Китайцы разгадали секреты генома многих сельскохозяйственных растений и сумели улучшить их.

Уже полвека в Китае идут эксперименты с гибридным рисом, благодаря которым удалось создать десятки новых сортов. Гибридный рис имеет примерно на треть более высокую урожайность, чем обычный: это помогло Китаю увеличить производство риса на 200 миллионов тонн с 1976 по 1991 год.

Существующие сорта риса, используемые в коммерческих целях в Китае, представляют собой межвидовые гибриды, полученные с помощью цитоплазматической генетической мужской стерильности.

Считается, что это самый эффективный генетический инструмент современной селекции. Новые технологии на месте не стоят — с 1991 года урожайность новых сортов выросла еще на треть. И сейчас современными гибридами засеяно почти 9 миллионов гектаров в Китае.

Причем созданные китайскими учеными линии готовы продавать дружественным странам, например, Вьетнаму и Шри-Ланке. Такие рисовые гибриды еще и более устойчивы к болезням и насекомым.

А недавно ученые из Китайской академии сельскохозяйственных наук под руководством Чжоу Вэньбиня выделили ген, который может сделать рис еще более урожайным. К этому гену ученые присматривались с 2018 года, но секрет его разгадали лишь сейчас.

Новый, генно-модифицированный, начинает цвести раньше на 2 недели и быстрее перерабатывает азот — главное вещество, ответственное за синтез белка.

Подсчитано, что к 2030 году производственные мощности риса, пшеницы и кукурузы в Китае увеличатся более чем на 20%, что поможет прокормить полтора миллиарда жителей.

Китайцы вырастят картофель, у которого клубни будут расти над землей

Китайские ученые первыми в мире разгадали и генетические секреты картофеля. И поняли, почему именно картофель — самая важная в мире незерновая продовольственная культура.

Нашли ген, который позволяет картофелю вырастить клубень. Клубень — орган хранения и размножения, который дает картофелю явное преимущество при выживании.

Если «отключить» ген, ответственный за клубень, то возникать они будут не на корневищах, а на ветках. То есть потенциально можно создать картофель, который будет так же удобно убирать, как и томаты.

По словам исследователей, их исследование обогатит наше понимание эволюции и биологии картофеля и ускорит выведение гибридных сортов в будущем.

Причем все найденные китайскими генетиками последовательности генов были загружены в свободно доступную онлайн-базу данных Pan-Potato. Так что теперь агрономы по всему миру могут использовать эту информацию для выведения лучших сортов.