Значительное повышение урожайности сои, достигнутое благодаря генетическому редактированию, открывает новые перспективы для устойчивого сельского хозяйства и продовольственной безопасности. Полевые испытания показали, что модифицированная соя увеличила урожайность на 55,22%, что связано с активным взаимодействием её корневой системы с почвенным микробиомом.
Технология CRISPR/Cas9, позволяющая точно редактировать эндогенные гены без введения чужеродных, стала ключевым инструментом для улучшения агрономических признаков. Она открывает путь к прямой регуляции генов, контролирующих размер семян, количество стручков и архитектуру растения, что способствует созданию компактных, устойчивых к полеганию форм с улучшенной вентиляцией и светопроницаемостью.
В частности, редактирование гена GmJAG1 привело к появлению растений с более узкими листьями и увеличением количества семян в стручке до 3–4, что в полевых условиях дало прирост урожайности примерно на 8%.
Корни растений формируют особую среду — ризосферу, где обитает уникальное микробное сообщество, критически важное для круговорота питательных веществ, подавления болезней и стимуляции роста. В отличие от трансгенных культур, которые обычно вызывают незначительные временные изменения в микробиоме, эффекты от точного редактирования эндогенных генов ранее были мало изучены.
Исследователи из Китайской академии сельскохозяйственных наук изучили, как изменения морфологии листьев и количества семян, вызванные редактированием GmJAG1, влияют на ризосферный микробиом сои. Метагеномный анализ выявил, что на стадии полного цветения (R2) у отредактированных растений произошло значительное изменение состава микробного сообщества.
Микробиом модифицированной сои показал обогащение функциональных путей, связанных с транспортом, биосинтезом аминокислот и центральным метаболизмом. Эти данные позволяют предположить, что редактирование гена GmJAG1 формирует функциональный профиль ризосферного микробиома, что потенциально способствует повышению урожайности. Данная работа предлагает новый микробиологический подход к пониманию механизмов повышения урожайности генетически отредактированных культур.
