A CRISPR segítségével hatalmas hozam emelkedést értek el a rizsnél

A Purdue Egyetem és a Kínai Tudományos Akadémia a CRISPR/Cas9 génszerkesztő technológia segítségével több olyan rizsfajtát is létrehozott, melyeknek 25-31 százalékkal magasabb a hozamuk és a hagyományos módszerekkel irreálisan hosszú idő lenne a kitenyésztésük.

A Jian-Kang Zhu professzor által vezetett kutatócsapat 13 génen keltett mutációt, amelyek a fitohormon abszcizinsavval állnak kapcsolatban és a növények stressz toleranciájában és a növekedésük elnyomásában játszanak szerepet. A rengeteg létrehozott variáns közül az egyiknél nem volt jelentős változás a stressz toleranciában, azonban 25 százalékkal magasabb volt a hozama a shanghai szabadtéri kísérleteknél és 31 százalékkal magasabb hozamot ért el a hainan szigeti kísérleteknél.

A Purdue Egyetem Kertészeti és  Tájépítészeti Tanszékének és a Kínai Tudományos Akadémia Növényi Stressz Biológia Központjának kutatócsapata több különböző gént csendesítettek el – többek között PYR1, PYL és ACAR. Ezek a gének olyan abiotikus stressz faktorok ellen adnak ellenállást, mint a szárazság vagy a talaj só tartalma, azonban negatív hatással vannak a növekedésre.

Mivel a növények úgy fejlődtek ki, hogy a génjeikben bizonyos fokú redundancia legyen – ez különösen a túléléshez szükséges tulajdonságokat kódoló géneknél jelentkezik -, így ha kiütnek egy PYL gént, az lehet hogy a redundancia miatt, sem a toleranciára sem pedig a növekedésre nem lesz hatással – mivel más gének aktiválásával hasonló hatást érhet el a növény. Viszont a megfelelő gének kiütésével olyan növények hozhatóak létre, melyeknek épp megfelelő a redundanciája – a stressz tolerancia megléte mellett nem érintik annyira negatívan a növekedést.

“Rengeteg bizonyíték van arra, hogy amíg minden PYL génnek megvan a saját egyéni funkciója, addig rendelkeznek bizonyos általános funkciókkal is,” mondta Zhu. “Amikor eltávolítunk egyet, egy másik ugrik a helyére a funkció betöltésére.”

A CRISPR/Cas9 technológia lehetővé teszi a növény tenyésztők számára, hogy gyorsan és pontosan eltávolítsák a DNS bizonyos részeit és módosításokat is végrehajthatnak rajtuk. A módszer segítségével a csapat egyszerre több gént módosított, melyekhez normális esetben akár több évtizednyi szelektív tenyésztésre is szükség lenne – anélkül hogy tudnák a tenyésztés a kívánt tulajdonságokhoz vezet e majd.

“Nem lehet ilyen célzott mutációkat kiváltani a hagyományos növény tenyésztés során. Véletlenszerű mutációkat okoznánk, majd megpróbálnánk kiszűrni azokat, melyeket nem akarunk,” mondta Ray A. Bressan, a kutatás egyik vezetője. “Ehhez több millió növényre lenne szükség. Alapvetően ez nem megvalósítható. Ezt az eredményt nem érhettük volna el a CRISPR nélkül.”

A jelenlegi kísérletben általános rizs fajtákat használtak, ezért a kutatás következő lépése az lesz, hogy a kiemelt hozamú fajtákat is alávetik ugyanennek a gén szerkesztő eljárásnak és megnézik, hogy náluk is hasonló eredményeket érhetnek e el.

A kutatók szerint, ha ezeknél a jelenleg széles körben termesztett rizsfajtáknál is működik a kutatásban alkalmazott módszer, akkor annak hatalmas jelentősége lehet.

Forrás: pnas.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.