Молодые деревья несут в себе один ген, добавленный учеными к 38 000 генов, естественным образом встречающихся в американских каштанах, что делает их способными противостоять инвазивным болезням, уничтожившим миллиарды их предков столетие назад.
«Они станут основой деревьев, которые мы в конечном итоге раздадим публике», – сказал Уильям Пауэлл, профессор Колледжа экологических наук и лесного хозяйства (ESF) в Сиракузах, штат Нью-Йорк. "И они станут основой для деревьев, которые мы будем использовать для демонстрации и исследования в течение следующих 100 лет."
Пауэлл и его команда готовы запросить разрешение у федерального правительства на публичное распространение деревьев. Это будет включать рассмотрение U.S.
Агентство по охране окружающей среды, U.S. Министерство сельского хозяйства и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. Хотя для многих сельскохозяйственных культур было запрошено и получено одобрение регулирующих органов, это первый раз, когда такое одобрение будет рассматриваться для находящегося под угрозой растения, которое предполагается повторно ввести в естественную среду. Пауэлл ожидает, что процесс займет от двух до четырех лет.
«Мы прокладываем путь для всех других деревьев, пораженных инвазивными видами: среди них ясень, вяз, болиголов и грецкий орех», – сказал он. "Мы первые, кто запрашивает разрешение на генетически модифицированное дикое дерево, первыми, кто проходит процесс регулирования."
Пауэлл работал над реставрацией культового дерева более 27 лет. Он и его партнер по исследованиям Чарльз Мейнард в течение многих лет кропотливых тестов обнаружили, что использование биотехнологии для добавления одного гена, полученного из пшеницы, делает американский каштан устойчивым.
Восстановление их в восточных лесах окажет значительное положительное воздействие на окружающую среду. «Это повлияет на многих диких животных – от пчел до медведей», – сказал Пауэлл. "Животные будут питаться ореховой мачтой, а некоторые водные насекомые на самом деле предпочитают питаться листьями американских каштанов, а не дубами, которые заняли их место."
Сто трансгенных деревьев были посажены в «семенном саду» площадью два акра, где за ними наблюдают, пока они вырастут достаточно большими, чтобы производить пыльцу. Когда это произойдет, пыльца будет использована для оплодотворения цветов «материнских деревьев» дикого типа, чтобы помочь спасти сохранившееся генетическое разнообразие. Потомство даст орехи, половина из которых унаследует ген устойчивости к фитофторозу.
Пауэлл сказал, что хотя скрещивание устойчивых деревьев с деревьями дикого типа займет больше времени для получения определенного количества устойчивых к фитофторозу орехов, этот процесс увеличит генетическое разнообразие и местную адаптацию новых деревьев и сделает виды более жизнеспособными с годами. прийти.
"Мы хотим сделать все возможное, чтобы им было легче выжить", – сказал Пауэлл. "Это нормально.
Мы в этом надолго. Мы не хотим монокультуры. Это не сельскохозяйственная культура – это дикое дерево, которому нужна наша помощь."
Пока молодые деревья растут, Пауэлл и его команда продолжают исследования. Они разработали полевой тест, который в течение четырех часов показывает, какие орехи содержат ген устойчивости к фитофторозу, а какие нет. Они собирают данные о том, влияет ли опад листьев трансгенных американских каштанов на лесной подстилке на скорость прорастания других видов деревьев и оказывает ли опад листьев в ручьях какое-либо неблагоприятное воздействие на водных насекомых. Они также изучают, оказывают ли трансгенные деревья какое-либо негативное влияние на полезные микоризные грибы, которые обычно колонизируют корневую систему растений-хозяев.
«Мы провели достаточно исследований, чтобы понять, что трансгенные деревья не оказывают вредного воздействия на опад листьев, насекомых или грибки», – сказал Пауэлл. "Но мы проводим дальнейшие исследования, чтобы накопить знания, которые показывают, что эти деревья никоим образом не причинят вреда окружающей среде."
ESF ускоряет производство трансгенных деревьев в недавно запущенной лаборатории по производству тканевых культур в Biotech Accelerator в Сиракузах. Там выращивают молодые растения, выращенные из тканевых культур, до тех пор, пока их нельзя будет пересадить и, в конечном итоге, переместить на улицу по мере расширения семенного сада в течение следующих двух лет.
Следующая долгосрочная цель – получить финансирование для «исследования века», которое позволило бы исследователям создать пару исследовательских участков площадью 120 акров для проведения долгосрочного сравнения американских каштанов дикого типа, трансгенных, скрещенных и гибридных.
Пауэлл ожидает, что процесс регулирования будет завершен до того, как какое-либо из этих деревьев начнет опыляться и воспроизводиться самостоятельно.