Исследователи признают, что это дикая и в высшей степени спекулятивная идея. Но исследование откроет ценные подсказки о том, как взаимодействуют вирусы, насекомые и растения, и может привести к новым мерам по обеспечению безопасности пищевых продуктов.
У. Аллен Миллер и Стив Уизем, профессора патологии растений и микробиологии, вносят свой вклад в многосторонние усилия, финансируемые Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), которое попросило исследователей разработать способы создания вирусов растений, передаваемых насекомыми, для доставки гены, которые помогут культурным растениям во время стресса. Грант на финансирование проекта составляет 10,3 миллиона долларов на четыре года и включает персонал Института Бойса Томпсона, Университета Миннесоты и Калифорнийского университета в Дэвисе, а также штата Айова.
Георг Джандер из Института Бойса Томпсона является главным исследователем этого проекта.Целью исследования является создание вирусов, активирующих желаемые свойства зрелых растений кукурузы, с использованием насекомых для передачи вирусов.
Команда надеется разработать средства быстрого реагирования на угрозы урожаю, такие как засуха и болезни, обеспечивая защиту в течение одного вегетационного периода.«Вирусы хорошо подходят для этой цели, потому что они представляют собой естественные мобильные генные пакеты, которые экспрессируют белки в растениях, но не наследуются в семенах растений», — сказал Миллер.По его словам, это обеспечивает встроенный механизм биобезопасности, предотвращающий долгосрочное присутствие сконструированных генов в растениях, когда эти гены больше не нужны.
«Это широкомасштабная генная терапия для растений», — сказал Уизем.Концепция работает следующим образом: исследователи будут создавать вирусы, которые затем будут введены в растения кукурузы через укусы тлей, крошечных насекомых, которые питаются соком растений. Когда вирусы заражают кукурузу, они активируют в ней гены, которые помогают растениям бороться со стрессом, вызванным засухой или рядом других проблем. Исследователи говорят, что такой процесс может быть развернут намного быстрее, чем использование традиционной селекции растений для развития стрессоустойчивости.
Уизем и Миллер сосредоточатся на разработке вирусов и на том, как они будут взаимодействовать с растениями кукурузы.Миллер сказал, что для внедрения вирусов и насекомых таким образом потребуются годы испытаний в целях безопасности и защиты окружающей среды, поэтому фермерам не следует ожидать, что они воспользуются результатами исследования в ближайшее время. Но простое изучение вирусов таким образом может дать новое понимание того, как они заражают сельскохозяйственные культуры и другие растения, сказал он.«Независимо от конечного результата, мы узнаем много нового о том, как вирусы взаимодействуют с насекомыми-переносчиками и растениями», — сказал Миллер. «Мы ожидаем, что исследование прольет новый свет на то, как защитить производство продуктов питания от растущих угроз».
Эта работа является частью программы DARPA Insect Allies, которая направлена ??на обеспечение продовольственной безопасности путем разработки быстро развертываемых альтернатив традиционным мерам реагирования на стресс урожая для защиты производства продуктов питания. Миллер подчеркнул, что исследователи будут придерживаться строгих процедур безопасности на протяжении всего проекта, которые не будут связаны с выбросами в окружающую среду.
Заключительный этап испытаний будет проходить в жестко контролируемых теплицах Калифорнийского университета в Дэвисе.