Есть два основных способа размножения культурных растений: половое (с помощью семян) и бесполое (с помощью черенков или культуры тканей). Но ученые Калифорнийского университета разрабатывают новый способ, который можно назвать своего рода гибридом полового и бесполого размножения. Предполагается, что он поможет растениям наследовать полезные признаки.

При половом размножении растения наследуют половину хромосом от каждого родителя. И во многих случаях новая особь может унаследовать полезный признак только в том случае, если у обоих родителей будет одинаковый вариант гена. Это происходит не всегда, и, чтобы получить растение с определенной характеристикой «традиционным способом», скрещивать нужно несколько поколений, что часто занимает много времени.

Более 10 лет назад Саймон Чан и Рави Марутачалам в ходе опытов с модельным растениемArabidopsis нашли способ исключить генетический вклад одного из родителей. Они модифицировали белок CENH3, обнаруженный в центромере — хромосомной структуре, играющей большую роль в делении клеток. Когда они попытались скрестить дикие особи с модифицированными, полученное потомство было гаплоидным, то есть оно унаследовало набор хромосом только от одного родителя. Новое растение полностью наследовало признаки единственного генетического «родителя», хотя в целом процесс размножения был стандартным.

До недавнего времени точный механизм был мало описан, и другим ученым не удавалось точно воспроизвести опыт, но теперь многое прояснилось. Оказалось, что при изменении белка CENH3 он удаляется из ДНК. в яйцеклетке до оплодотворения, ослабляя центромеру. В дальнейших эмбриональных делениях ослабленные центромеры в яйцеклетке не могут конкурировать с полноценными, не измененными структурами в мужских половых клетках, и женский геном уничтожается.

Как говорят авторы исследования, применение этой технологии поможет разводить культуры, обладающие полезными качествами, такими как, например, устойчивость к засухе. Она также поможет размножать с помощью семян культуры, которым необходимо передать гены одного родителя, но которые непригодны для черенкования.