Генетики выяснили, что к природным ГМО-растениям относятся хмель, клюква, арахис и чай

Ученые Санкт-Петербургского университета и Института молекулярной биологии растений в Страсбурге проанализировали геномы и транскриптомы 631 вида растений и выяснили, что среди них гораздо больше природно-трансгенных, чем считалось ранее. В список ГМО, созданных природой, кроме табака, льнянки и батата теперь входят ближайший родственник грецкого ореха, арахис, клюква, хмель и чай.

Если в геном растения попадают гены постороннего организма, например бактерии или гриба, такое растение называют трансгенным. Этот механизм ученые сегодня активно используют в сельском хозяйстве, чтобы создавать генетически модифицированные культуры (ГМО), например кукурузы или пшеницы, устойчивые к различным вредителям: насекомым, грибам, вирусам. Однако изобретателем этого уникального инструмента является не человек — он подсмотрел его у природных «генных инженеров», агробактерий.

Результаты исследования опубликованы в Plant Molecular Biology.

Эта группа бактерий мастерски овладела приемом, который генетики называют горизонтальным переносом генов: они умеют заставлять небольшие фрагменты своей ДНК (T-ДНК из Ti-плазмиды) проникать в клетки растений, приводя к образованию опухолей на корнях или стеблях. Растение от такой модификации страдает, а вот бактерия совсем нет: она питается веществами, которые вырабатываются в трансгенных наростах. Это явление называется генетическая колонизация.

Что интересно, существуют растения, которые навсегда закрепили в собственном геноме участки ДНК, когда-то принадлежавшие агробактериям, и продолжают передавать эту информацию из поколения в поколение. Давно известно, что к ним относятся некоторые представители родов Nicotiana (табак), Ipomea (вьюнковые растения, к которым, кстати, относится батат — сладкий картофель) и Linaria (лекарственное растение льнянка).

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда № 16-16-10010.

Ученым из Петербурга и Страсбурга удалось выяснить, что на самом деле этот список гораздо шире: фрагменты T-ДНК агробактерий были найдены в генетическом материале представителей родов таких двудольных растений, как Eutrema, Arachis, Nissolia, Quillaja, Euphorbia, Parasponia, Trema, Humulus, Psidium, Eugenia, Juglans, Azadirachta, Silene, Dianthus, Vaccinium, Camellia и Cuscuta, а также у двух однодольных видов — Dioscorea alata (ямс — культура, похожая на фиолетовый картофель) и Musa acuminata (банан заостренный).

Это, например, ближайшие родственники грецкого ореха, арахис, хмель, клюква, чай, который мы пьем каждый день. Некоторые люди боятся ГМО, потому что считают получение трансгенных растений неестественным процессом. Однако бактерии пользуются точно такими же механизмами, что и люди при получении коммерческих линий ГМО. Наше исследование показало, что это явление распространено гораздо шире, а значит, человечество постоянно сталкивалось с ГМО на протяжении всей своей истории.

Ведущий автор статьи, доктор биологических наук, профессор СПбГУ Татьяна Матвеева

Татьяна Матвеева отметила, что природно-трансгенные растения — хорошие модельные объекты для изучения последствий распространения ГМО-культур. Они могут помочь понять, что будет с трансгенными растениями, созданными человеком, не только через пять, десять или пятнадцать лет их возделывания, но и спустя столетия и тысячелетия, а также разобраться в функциях участков Т-ДНК, которые зачем-то сохранились в геномах некоторых представителей флоры. Возможно, они отвечают за какие-то важные признаки, которые необходимо учитывать при селекции.