Aworan: Awọn ọna aṣa ti isọdọtun ọgbin nilo lilo awọn olutọsọna idagbasoke ọgbin gẹgẹbi awọn homonu, eyiti o le jẹ awọn ẹya pato ati iṣẹ aladanla. Ninu iwadi titun kan, awọn onimo ijinlẹ sayensi ti ṣe agbekalẹ eto isọdọtun ọgbin titun nipasẹ ṣiṣe iṣakoso iṣẹ ati ikosile ti awọn Jiini ti o ni ipa ninu iyasilẹ (proliferation cell) ati redifferentiation (organogenesis) ti awọn sẹẹli ọgbin. Wo diẹ sii
Awọn ọna aṣa ti isọdọtun ọgbin nilo liloawọn olutọsọna idagbasoke ọgbinbi eleyihomonus, eyi ti o le jẹ eya pato ati aladanla. Ninu iwadi titun kan, awọn onimo ijinlẹ sayensi ti ṣe agbekalẹ eto isọdọtun ọgbin titun nipasẹ ṣiṣe iṣakoso iṣẹ ati ikosile ti awọn Jiini ti o ni ipa ninu iyasilẹ (proliferation cell) ati redifferentiation (organogenesis) ti awọn sẹẹli ọgbin.
Awọn ohun ọgbin ti jẹ orisun akọkọ ti ounjẹ fun awọn ẹranko ati eniyan fun ọpọlọpọ ọdun. Ni afikun, awọn ohun ọgbin ni a lo lati jade ọpọlọpọ awọn oogun elegbogi ati awọn agbo ogun. Sibẹsibẹ, ilokulo wọn ati ibeere ti ndagba fun ounjẹ ṣe afihan iwulo fun awọn ọna ibisi ọgbin tuntun. Ilọsiwaju ninu imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ ọgbin le yanju awọn aito ounjẹ ọjọ iwaju nipa iṣelọpọ awọn ohun ọgbin ti a ti yipada (GM) ti o ni iṣelọpọ diẹ sii ti o si rọra si iyipada oju-ọjọ.
Nipa ti, awọn ohun ọgbin le ṣe atunbi awọn irugbin titun patapata lati inu sẹẹli “totipotent” kan ṣoṣo (ẹyin kan ti o le fun awọn iru sẹẹli lọpọlọpọ) nipa yiyatọ ati ṣiṣatunṣe sinu awọn sẹẹli pẹlu awọn ẹya ati awọn iṣẹ oriṣiriṣi. Imudara atọwọda ti iru awọn sẹẹli totipotent nipasẹ aṣa àsopọ ọgbin jẹ lilo pupọ fun aabo ọgbin, ibisi, iṣelọpọ ti awọn ẹya transgenic ati fun awọn idi iwadii imọ-jinlẹ. Ni aṣa, aṣa ti ara fun isọdọtun ọgbin nilo lilo awọn olutọsọna idagbasoke ọgbin (GGRs), gẹgẹbi auxins ati cytokinins, lati ṣakoso iyatọ sẹẹli. Sibẹsibẹ, awọn ipo homonu ti o dara julọ le yatọ ni pataki da lori iru ọgbin, awọn ipo aṣa ati iru ara. Nitorina, ṣiṣẹda awọn ipo iṣawari ti o dara julọ le jẹ akoko-n gba ati iṣẹ-ṣiṣe-ṣiṣe.
Lati bori iṣoro yii, Ọjọgbọn Ọjọgbọn Tomoko Ikawa, papọ pẹlu Alakoso Alakoso Mai F. Minamikawa lati Ile-ẹkọ giga Chiba, Ọjọgbọn Hitoshi Sakakibara lati Ile-iwe giga ti Ile-ẹkọ giga ti Nagoya University of Bio-Agricultural Sciences ati Mikiko Kojima, onimọ-ẹrọ iwé lati RIKEN CSRS, ni idagbasoke ọna agbaye fun iṣakoso ọgbin nipasẹ ilana. Ifihan ti awọn jiini iyatọ sẹẹli “ti a ṣe ilana idagbasoke” (DR) lati ṣaṣeyọri isọdọtun ọgbin. Ti a tẹjade ni Iwọn 15 ti Frontiers in Plant Science ni Oṣu Kẹrin Ọjọ 3, Ọdun 2024, Dokita Ikawa pese alaye siwaju sii nipa iṣẹ iwadii wọn, ni sisọ: “Eto wa ko lo awọn PGR ti ita, ṣugbọn dipo lo awọn jiini ifosiwewe transcription lati ṣakoso iyatọ sẹẹli. iru si awọn sẹẹli pipọ ti a fa sinu awọn ẹranko.”
Awọn oniwadi ectopically ṣe afihan awọn Jiini DR meji, BABY BOOM (BBM) ati WUSCHEL (WUS), lati Arabidopsis thaliana (ti a lo gẹgẹbi ohun ọgbin awoṣe) ati ṣe ayẹwo ipa wọn lori iyatọ aṣa ti taba ti taba, letusi ati petunia. BBM ṣe koodu ifosiwewe transcription kan ti o ṣe ilana idagbasoke ọmọ inu oyun, lakoko ti WUS ṣe koodu ifosiwewe transcription kan ti o ṣetọju idanimọ sẹẹli stem ni agbegbe ti ibon yiyan meristem apical.
Awọn adanwo wọn fihan pe ikosile ti Arabidopsis BBM tabi WUS nikan ko to lati fa iyatọ sẹẹli wa ninu awọ ewe taba. Ni idakeji, ijumọsọrọpọ ti BBM imudara iṣẹ-ṣiṣe ati iṣẹ ṣiṣe WUS ti nfa isare isare adase phenotype. Laisi lilo PCR, awọn sẹẹli alawọ ewe transgenic ti o yatọ si callus (ibi-ẹyin sẹẹli ti a ko ṣeto), awọn ẹya ara alawọ ewe ati awọn buds adventitious. Iṣiro pipo polymerase chain reaction (qPCR), ọna ti a lo lati ṣe iwọn awọn iwe afọwọkọ jiini, fihan pe Arabidopsis BBM ati ikosile WUS ni ibamu pẹlu dida calli transgenic ati awọn abereyo.
Ṣiyesi ipa pataki ti phytohormones ni pipin sẹẹli ati iyatọ, awọn oniwadi ṣe iwọn awọn ipele ti phytohormones mẹfa, eyun auxin, cytokinin, abscisic acid (ABA), gibberellin (GA), jasmonic acid (JA), salicylic acid (SA) ati awọn metabolites rẹ ninu awọn irugbin ọgbin transgenic. Awọn abajade wọn fihan pe awọn ipele ti auxin ti nṣiṣe lọwọ, cytokinin, ABA, ati GA ti ko ṣiṣẹ pọ si bi awọn sẹẹli ṣe iyatọ si awọn ẹya ara, ti n ṣe afihan awọn ipa wọn ni iyatọ ti awọn ohun ọgbin ati organogenesis.
Ni afikun, awọn oniwadi lo awọn iwe afọwọkọ ti o tẹle RNA, ọna kan fun agbara ati iṣiro pipo ti ikosile pupọ, lati ṣe iṣiro awọn ilana ti ikosile pupọ ninu awọn sẹẹli transgenic ti n ṣafihan iyatọ ti nṣiṣe lọwọ. Awọn abajade wọn fihan pe awọn jiini ti o ni ibatan si ilọsiwaju sẹẹli ati auxin ni a ṣe idarato ni awọn jiini ti o ni ilana ti o yatọ. Iyẹwo siwaju sii nipa lilo qPCR fi han pe awọn sẹẹli transgenic ti pọ si tabi dinku ikosile ti awọn Jiini mẹrin, pẹlu awọn Jiini ti o ṣe ilana iyatọ sẹẹli ọgbin, iṣelọpọ agbara, organogenesis, ati idahun auxin.
Iwoye, awọn abajade wọnyi ṣafihan ọna tuntun ati ti o wapọ si isọdọtun ọgbin ti ko nilo ohun elo ita ti PCR. Ni afikun, eto ti a lo ninu iwadi yii le mu oye wa dara si ti awọn ilana ipilẹ ti iyatọ sẹẹli ọgbin ati ilọsiwaju yiyan imọ-ẹrọ ti awọn eya ọgbin ti o wulo.
Ti o ṣe afihan awọn ohun elo ti o pọju ti iṣẹ rẹ, Dokita Ikawa sọ pe, "Eto ti a royin le mu ilọsiwaju ti ibisi ọgbin nipasẹ ipese ọpa kan fun fifun iyatọ cellular ti awọn ohun ọgbin transgenic laisi iwulo PCR. Nitorina, ṣaaju ki o to gba awọn ohun elo transgenic gẹgẹbi awọn ọja, awujọ yoo yara si ibisi ọgbin ati dinku awọn idiyele iṣelọpọ ti o ni nkan. "
Nipa Alabaṣepọ Ọjọgbọn Tomoko Igawa Dokita Tomoko Ikawa jẹ olukọ oluranlọwọ ni Ile-iwe Graduate ti Horticulture, Ile-iṣẹ fun Awọn Imọ-jinlẹ Ohun ọgbin Molecular, ati Ile-iṣẹ fun Agriculture Space ati Iwadi Horticulture, Ile-ẹkọ giga Chiba, Japan. Awọn iwulo iwadii rẹ pẹlu ẹda ibalopọ ọgbin ati idagbasoke ati imọ-ẹrọ ọgbin. Iṣẹ rẹ fojusi lori agbọye awọn ilana molikula ti ẹda ibalopo ati iyatọ sẹẹli ọgbin nipa lilo awọn ọna ṣiṣe transgenic pupọ. O ni ọpọlọpọ awọn atẹjade ni awọn aaye wọnyi ati pe o jẹ ọmọ ẹgbẹ ti Japan Society of Plant Biotechnology, Botanical Society of Japan, Japanese Plant Breeding Society, Japanese Society of Plant Physiologists, ati International Society for the Study of Plant Sexual atunse.
Iyatọ adase ti awọn sẹẹli transgenic laisi lilo ita ti awọn homonu: ikosile ti awọn jiini endogenous ati ihuwasi ti phytohormones
Awọn onkọwe n kede pe a ṣe iwadii naa ni isansa ti eyikeyi iṣowo tabi awọn ibatan inawo ti o le tumọ bi ariyanjiyan anfani ti o pọju.
AlAIgBA: AAAS ati EurekAlert kii ṣe iduro fun deede ti awọn idasilẹ atẹjade ti a tẹjade lori EurekAlert! Lilo eyikeyi alaye nipasẹ agbari ti n pese alaye naa tabi nipasẹ eto EurekAlert.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹjọ-22-2024