Хотя проблема болезней растений не так хорошо известна, как проблема последствий изменения климата, но на самом деле она является одной из самых больших угроз для продовольственной безопасности. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, примерно 20-40% мировых посевов ежегодно гибнут из-за вредителей и болезней. Ученые проводят эксперименты в поисках альтернативы обычным пестицидам, и благодаря недавно разработанной технике подавления экспрессии (сайлесингу) генов фермеры смогут улучшить урожайность без каких-либо потенциальных модификаций генома.
Исследование, которое возглавляет сельскохозяйственный биотехнолог Миттер Нина в Университете Квинсленда, предполагает развитие спрея BioClay, который при напылении создает микроскопический слой, содержащий двухцепочечную РНК (рибонуклеиновую кислоту). В случае угрозы растению начинается процесс, известный как РНК-интерференция — естественный процесс, который ведет к сайленсингу генов вредоносного вируса. Эта система защиты растений является весьма адаптивной. Хотя она не универсальна, но в системе спрея есть информация о различных вирусах.
Впрочем, этот спрей не лишен недостатков. Все испытания BioClay проходили в лаборатории и эффект от него длится всего несколько дней, что является проблемой для использования в полевых условиях, поскольку распылять его заново каждые 3-4 дня не только дорого, но и достаточно трудоемко. В своих опытах с растениями табака Миттер и ее команда обнаружили, что однократное применение спрея борется с вирусом крапчатости примерно 20 дней. Это первый раз, когда исследователям удалось добиться такого результата.
«После применения BioClay растение «думает», что подвергается нападению болезней или насекомых-вредителей и реагирует, защищая себя от целевого вредителя или болезни», — объясняет Миттер: «Спрей BioClay защищает растения и снижает риски для окружающей среды или здоровья человека.»
Есть много факторов, которые делают такое решение привлекательным как для корпораций, так и для фермеров. Во-первых, спреи легко адаптировать для борьбы с новыми вирусами или насекомыми, его использование не ограничивается болезнями и вредителями. Действительно, есть масса других применений: они могут помочь растениям пережить засуху, изменить цвет и повысить питательную ценность продовольственных культур.
Во-вторых, по сравнению с разработкой генетически модифицированных организмов (ГМО) с нуля, спреи на основе интерферирующих РНК потенциально гораздо дешевле и менее трудоемки в разработке. По данным опроса, проведенного торговой ассоциацией » CropLife International», стоимость разработки новых ГМО-культур может составить более 100 миллионов долларов, а займет такая разработка более 10 лет.
В-третьих, в отличие от методов ГМО, это новая техника, которая не изменяет геном растения, а лишь защищает его от вредоносных факторов. Кроме того, с экологической точки зрения, в отличие от обычных пестицидов, которые не могут различать полезных и вредных насекомых, РНК-спреи не причинят вреда полезным насекомым, таким как пчелы. Добиться этого довольно сложно, поскольку многие виды насекомых часто обладают одинаковыми важными генами, но возможно.
