استراتژی ویرایش ژنوم می تواند برنج و سایر محصولات زراعی را بهبود بخشد.

 

 

دانشمندان گیاهان UC دیویس از فناوری CRISPR برای معرفی بتاکاروتن، پیش ماده ویتامین A، به برنج استفاده کردند. برنج بیوفورت شده در سمت راست نشان داده شده است. "برنج طلایی" اصلاح شده ژنتیکی غنی شده با کاروتن در حال حاضر در فیلیپین به عنوان راهی برای مبارزه با کمبود ویتامین A در حال رشد است. CRISPR می تواند مسیری جدید برای پیشرفت های محصول باشد. اعتبار: الیور دونگ، UC.

 

تکنیک مورد استفاده آنها یک استراتژی امیدوار کننده برای بهبود ژنتیکی برنج و سایر محصولات زراعی ارائه می دهد. این مطالعه امروز در مجله Nature Communications منتشر شد.
برنج یک محصول غذایی اصلی برای بیش از نیمی از جمعیت جهان است. گلدن برنج، برنج مهندسی ژنتیکی با مقادیر بالای بتاکاروتن، برای مصرف در بیش از پنج کشور از جمله فیلیپین تأیید شده است، جایی که کمبود ویتامین A در کودکان شیوع دارد. محققان به دلیل تأثیر اجتماعی برنج طلایی، ویژگی بالای بتاکاروتن را به عنوان نمونه انتخاب کردند.

مهندسی ژنتیک گیاه معمولی از یک باکتری یا یک اسلحه ذره ای برای انتقال ژن های کد کننده صفات مورد نظر به ژنوم گیاه استفاده می کند. در این حالت، محققان از یک باکتری برای تهیه ژن های تولید کننده بتاکاروتن و انتقال آنها به ژنوم برنج استفاده می کنند. اما آن تراریخته ها می توانند در موقعیتهای تصادفی در ژنوم ادغام شوند، که می تواند منجر به کاهش بازده شود.
الیور دونگ، نویسنده اول، محقق پست دکترا در مرکز آسیب شناسی گیاه و ژنوم UC دیویس گفت: "در عوض، ما از CRISPR استفاده کردیم تا دقیقاً آن ژن ها را روی بندرگاههای ایمن ژنومی یا نواحی کروموزومی که می دانیم هیچ عوارض جانبی روی ارگانیسم میزبان ایجاد نکند، ایجاد کنیم."

علاوه بر این، محققان توانستند قطعه بسیار بزرگی از DNA را که حاوی ژنهای مارکر نیست، دقیقاً وارد کنند. در مقابل، مهندسی ژنتیک معمولی به درج ژنهای مارکر در قطعه DNA درج شده متکی است. این ژنهای نشانگر هنگامی که گیاه در طی چندین سال تولید می شود، حفظ می شوند، که اغلب می توانند نگرانی عمومی و مقررات سختگیرانه محصولات تراریخته را قبل از ورود آنها به بازار ایجاد کنند.
دونگ می گوید: "دانشمندان قبلا و بدون ژن های نشانگر درج های هدفمندی انجام داده اند، اما ما نتوانسته ایم این کار را با چنین قطعات بزرگ DNA انجام دهیم." "هرچه قطعه DNA بزرگتر باشد، عملکرد بیولوژیکی یا صفات پیچیده تری نیز می توانیم برای گیاهان فراهم کنیم."

دونگ گفت: این احتمال وجود دارد که ژنهای کنترل کننده چندین صفت مطلوب، مانند داشتن مقادیر زیاد بتاکاروتن و همچنین مقاوم در برابر بیماری یا تحمل خشکسالی، بتوانند در یک موقعیت واحد در ژنوم جمع شوند. این می تواند تلاش های بعدی پرورش را کاهش دهد.

منبع:
Journal information: Nature Communications
Provided by UC Davis