Ученые модифицируют малоизвестные зерновые культуры до «суперзерновых»
Как можно более эффективно выращивать африканские зерновые культуры и более широко использовать их в качестве источников питания изучают исследователи с целью решения в будущем проблем с продовольственной безопасностью. Об этом 16 августа сообщает информационный портал научных новостей Phys.org.
Зерновые культуры были основным компонентом рациона человека на протяжении тысячелетий, при этом рис, пшеница и кукуруза оказались наиболее потребляемыми зерновыми культурами во всем мире. Однако по мере того как население мира продолжает расти, недостаточно используемые зерновые культуры могут помочь удовлетворить диетические потребности.
Такие зерновые, как теф, просо и сорго в основном выращиваются и потребляются на местном уровне в некоторых африканских странах. Однако в настоящее время появился интерес к выращиванию их в Европе и других странах в качестве новых видов зерновых, поскольку они очень питательны.
Например, зерна тефа богаты кальцием и белком, а также железом, их уровень почти в пять раз выше, чем у пшеницы или любых других злаков. Это может быть особенно полезно для предотвращения железодефицитной анемии, которая часто встречается у женщин. Теф также содержит медленно перевариваемые углеводы, что идеально подходит для людей с диабетом для поддержания низкого уровня сахара в крови.
Кроме того, большинство африканских зерновых культур не содержат глютен, поэтому их могут употреблять люди с глютеновой непереносимостью и синдромом раздраженного кишечника. «Существует так много преимуществ для здоровья и питания», — заявила доктор Айсвария Гирия, научный сотрудник Университета Аберистуита в Уэльсе, Великобритания.
Но и перечисленные достоинства — еще не все преимущества африканских зерновых культур: многие из них могут адаптироваться к экстремальным погодным условиям, вызванным изменением климата. Урожайность основных сельскохозяйственных культур, таких как пшеница, рис и кукуруза, уже страдает от повышения температуры и, как ожидается, продолжит снижаться.
Таким образом, традиционные африканские культуры могут стать новой альтернативой привычным злакам и восполнить потери урожайности. «Если вы хотите выращивать теф в суровых условиях, например, в засушливых регионах — он хорошо растет, — сообщила Гирия. — Он также устойчив к заболачиванию».
Однако, подчеркивают ученые, необходимо улучшить селекцию африканских зерновых культур, чтобы их выращивать более широко. Сами африканские фермеры всё чаще выращивают пшеницу и кукурузу, поскольку генетически модифицированные сорта этих злаков обеспечивают устойчивость к вредителям, что позволяет сократить расходы на пестициды.
Кроме того, традиционные африканские зерновые культуры часто дают низкие урожаи, главным образом из-за того, что их выращивали не для повышения их продуктивности. «В Африке были опасения, что традиционные культуры исчезнут, поскольку фермеры все больше выращивают пшеницу и кукурузу», — сказал доктор Райя Лантто, научный сотрудник Центра технических исследований Финляндии VTT в Эспоо.
Доктор Гирия и ее коллеги уделяют особое внимание урожайности тефа и исследуют, как их можно улучшить в рамках проекта SUPERTEFF. Одна из основных проблем заключается в том, что растения тефа длинные и тонкие, из-за чего часто полегают по мере роста стеблей. Обычно это происходит до того, как зерна полностью сформируются, что значительно влияет на урожайность.
Команда ученых собирается использовать технологию редактирования генов CRISPR, чтобы попытаться решить эту проблему. Определенные гены тефа, связанные с полеганием, выведут из строя с помощью техники, называемой нокаутом.
Еще одна цель проекта — скрининг генома тефа для выявления сортов с полезными характеристиками. Используя методы метаболомного и геномного секвенирования, доктор Гирия и ее коллеги попытаются выделить черты, связанные, например, с более высокой питательной ценностью или те, которые могут помочь растению справляться со стрессами.
«Фактически мы находимся в начале долгосрочной программы по разработке новых разновидностей и новых подходов, которые мы собираемся внедрить в Европе и Северной Африке», — сказал профессор Луис Мур, директор по исследованиям в области биологии и здоровья в Университете Аберистуита и член проектной группы.