Основной проблемой любого растения являются вредители. Уничтожая целые урожаи и нервируя фермеров – паразиты заслужили свое местечко в аду. Ведь они способны не только причинять вред растениям, но и людям. Чтобы искоренить всех вредителей, необходимо использовать химикаты, но как быть, если и они могут отравлять растения? Для этого исследователи из Эрлхэмского института нашли другой путь. Они создали гибридные растения табака, которые используют солнечный свет и воду для производства феромонов моли. Такой подход позволяет бороться с вредителями без использования химических веществ.

Команда ученых использовала медный купорос, чтобы настроить гены растений и регулировать производство феромонов. Этот подход не оказал никакого отрицательного воздействия на рост и развитие растений. Это открытие может помочь фермерам бороться с вредителями и сохранять урожай без необходимости применения химических веществ, что положительно скажется на экологии и качестве продукции.

Что такое феромоны и зачем они нужны?

Исследователи успешно применили методы генной инженерии для трансформации табачных растений в фабрики, которые способны производить феромоны моли. При этом использование солнечной энергии позволяет получать эти молекулы безопасным и экологически чистым способом. Кроме того, процесс контроля производства феромонов не оказывает отрицательного влияния на рост растений, что является важным преимуществом данного подхода.

Феромоны – это сложные химические вещества, которые животные используют для коммуникации, включая поиск партнеров. Использование феромонов в земледелии может быть полезным для привлечения или отпугивания вредителей, поскольку они имитируют сигналы самок насекомых.

Рассеиватели феромонов, используемые в земледелии, могут быть получены химическим путем, но это может быть дорогостоящим и приводить к образованию токсичных продуктов. Новый подход, основанный на использовании табачных растений, может решить эти проблемы, предоставляя более экономически выгодное и экологически безопасное решение для производства феромонов моли. А ведь моли уже не в первый раз доказывают свою пользу.

Изменение генома растений для достижения цели

Благодаря передовым научным достижениям в генной инженерии, ученым удалось достичь своих целей. С помощью синтетической биологии они применяют инженерные принципы к ДНК – строительному блоку жизни. Они создают генетические модули с инструкциями по построению новых молекул, которые могут превращать растения, такие как табак, в фабрики, использующие только солнечный свет и воду.

В результате использования синтетической биологии, ученые-инженеры получают возможность создавать растения, которые способны производить намного больше, чем они делают сейчас. Они также могут внедрять генетические инструкции, чтобы создавать новые биологические молекулы, например, феромоны.

Недавно команда ученых сконструировала вид табака Nicotiana benthamiana, который способен производить феромоны моли. Ранее это растение уже использовалось для создания и производства антител к вирусу Эбола, а также коронавирусоподобных частиц для использования в вакцинах Covid.

Эти достижения генной инженерии являются огромным прорывом в области биотехнологий и могут привести к появлению новых способов производства биологических молекул, которые могут применяться в различных областях, включая медицину, сельское хозяйство и промышленность. Кроме того, это может быть важным шагом в борьбе с изменением климата, поскольку такие фабрики растительного происхождения могут стать альтернативой неэкологичным производственным процессам.

Полная регулировка генов для повышения производительности

Недавно появилась новая разработка в области ДНК-технологий, связанная с имитацией генов мотыльков. Она включает в себя ряд молекулярных переключателей, которые позволяют точно регулировать активность генов, ответственных за выработку феромонов. Благодаря этому подходу можно эффективно контролировать процесс выработки, не нанося вреда росту и развитию растений.

Одним из ключевых преимуществ новой технологии является возможность точной настройки производства феромонов. В отличие от принудительного производства, которое затрачивает слишком много энергии от нормального роста растений и может привести к ухудшению их производительности, новый метод позволяет контролировать время и уровень работы генов, ответственных за выработку феромонов.

В рамках лабораторных исследований было проведено тестирование и уточнение контроля генов, отвечающих за производство смеси специфических молекул, имитирующих половые феромоны видов мотыльков, включая пупочного орангутанга и хлопкового колокольчика. Одним из главных открытий исследования стало использование медного купороса для тонкой настройки активности генов. Это дешевое и легкодоступное соединение уже одобрено для использования в сельском хозяйстве и позволяет контролировать время и уровень работы генов, что делает новую технологию еще более перспективной.

Дальнейшее применение гибридов растений

Согласно исследованиям, существует возможность контроля активности генов в отношении друг друга, что позволяет регулировать соотношение между производимыми продуктами. Например, при производстве феромонов молей необходимо соблюдать определенный рецепт, так как они состоят из смеси нескольких молекул в определенных пропорциях. Результаты работы могут помочь в улучшении производственных процессов растений и защите их от химических веществ. Преимущество использования растительных феромонов заключается в их экономической эффективности по сравнению с созданием химических аналогов. С помощью новейших методов адаптации можно бороться с вредителями и обеспечивать контроль за ростом растений в наиболее эффективной системе.