Физалис. Превращение садовой диковинки в сельскохозяйственную культуру

Представьте себе небольшой плод, по вкусу напоминающий смесь томата и ананаса, завернутый в собственный натуральный бумажный фонарик. Это физалис (Physalis L.) — малоизвестный родственник томатов, который произрастает в садах и на дачных участках. Наибольшее видовое разнообразие физалиса наблюдается в Центральной и Южной Америке. Благодаря передовым генетическим исследованиям это скромное растение получило обновление.

Группа ученых из Института исследования растений Бойса Томпсона реализует проект по улучшению физалиса, цель которого превратить его из садовой новинки в массовую культуру, которая однажды станет привычной наряду с черникой и ежевикой.

У физалиса много достоинств: плоды питательны, обладают уникальным вкусом и могут расти в разных климатических условиях. Но у растений есть несколько особенностей, из-за которых их трудно выращивать в больших масштабах.

Растения имеют разветвленную структуру роста, что затрудняет уход за ними. Кроме того, при созревании плоды падают на землю, что также затрудняет сбор урожая и повышает риск заражения патогенами, передающимися через почву. Чтобы не тратить десятилетия на селекцию для преодоления указанных проблем, команда ученых использует метод редактирования генов CRISPR/Cas9 для внесения точных изменений в ДНК растения.

Изменяя конкретные гены, исследователи создали растения с более компактной формой роста, что облегчает их выращивание. Они также увеличили размер плодов и работают над тем, чтобы плоды дольше оставались прикрепленными к растению, что сделает сбор урожая более простым и безопасным, поскольку плоды не нужно будет собирать с земли.

Помимо сельскохозяйственного применения, физалис служит ценным модельным видом для изучения семейства Solanaceae, в которое входят такие экономически важные культуры, как томаты и картофель.

Изучение уникальных признаков физалиса дает представление о том, что можно применить для улучшения родственных культур. Двойная роль физалиса как культуры и модельного растения подчеркивает его научную и практическую значимость.

В рамках проекта ученые также изучают, как физалис естественным образом противостоит некоторым насекомым-вредителям, и эти знания могут быть применены к другим родственным культурам для уменьшения потребности в пестицидах.

Еще одним эффективным средством замены пестицидов для борьбы с вредными для сельского хозяйства насекомыми и, следовательно, получения экологически чистого урожая являются энтомофаги. Отдел биометода Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводит отработку технологий ведения культур живых организмов в контролируемых условиях, создание и накопление маточного материала энтомофагов и других агентов биологического контроля вредных организмов с целью проведения лабораторных и полевых испытания их эффективности.

Источник: Savanah Marie Dale et al, Engineering the future of Physalis grisea: A focus on agricultural challenges, model species status, and applied improvements, Plants, People, Planet (2024). DOI: 10.1002/ppp3.10536