Тасвир: Усулҳои анъанавии барқарорсозии растаниҳо истифодаи танзимгарони афзоиши растаниҳо, ба монанди гормонҳоро талаб мекунанд, ки метавонанд ба намудҳо хос бошанд ва меҳнатталаб бошанд. Дар як таҳқиқоти нав, олимон системаи нави барқарорсозии растаниҳоро тавассути танзими вазифа ва ифодаи генҳое, ки дар дедифференсиатсия (афзоиши ҳуҷайраҳо) ва редифференсиатсия (органогенез)-и ҳуҷайраҳои растанӣ иштирок мекунанд, таҳия кардаанд. Бештар нигаред.
Усулҳои анъанавии барқарорсозии растаниҳо истифодаи онҳоро талаб мекунанд.танзимгарони афзоиши растанӣба мислигормонс, ки метавонад ба намудҳо хос ва меҳнатталаб бошад. Дар як таҳқиқоти нав, олимон системаи нави барқарорсозии растаниҳоро тавассути танзими вазифа ва ифодаи генҳое, ки дар дедифференсия (афзоиши ҳуҷайраҳо) ва редифференсия (органогенез)-и ҳуҷайраҳои растанӣ иштирок мекунанд, таҳия кардаанд.
Растаниҳо солҳои тӯлонӣ манбаи асосии ғизо барои ҳайвонот ва одамон буданд. Ғайр аз ин, растаниҳо барои истихроҷи пайвастагиҳои гуногуни фармасевтӣ ва терапевтӣ истифода мешаванд. Аммо, истифодаи нодурусти онҳо ва афзоиши талабот ба ғизо ниёз ба усулҳои нави селексияи растаниҳоро нишон медиҳад. Пешрафтҳо дар биотехнологияи растанӣ метавонанд норасоии ғизоро дар оянда тавассути истеҳсоли растаниҳои аз ҷиҳати генетикӣ тағйирёфта (GM), ки серҳосилтар ва ба тағирёбии иқлим тобовартаранд, ҳал кунанд.
Табиист, ки растаниҳо метавонанд растаниҳои комилан навро аз як ҳуҷайраи "тотипотентӣ" (ҳуҷайрае, ки метавонад намудҳои гуногуни ҳуҷайраҳоро ба вуҷуд орад) тавассути департенсия ва аз нав фарқ кардан ба ҳуҷайраҳои дорои сохторҳо ва вазифаҳои гуногун барқарор кунанд. Кондитсионеркунии сунъии чунин ҳуҷайраҳои тотипотентӣ тавассути парвариши бофтаи растанӣ барои ҳифзи растанӣ, селексия, истеҳсоли намудҳои трансгенӣ ва барои мақсадҳои тадқиқоти илмӣ васеъ истифода мешавад. Анъанавӣ, парвариши бофта барои барқароркунии растанӣ истифодаи танзимгарони афзоиши растанӣ (GGRs), ба монанди ауксинҳо ва ситокининҳоро барои назорат кардани дифференсиатсияи ҳуҷайраҳо талаб мекунад. Аммо, шароити оптималии гормоналӣ вобаста ба намуди растанӣ, шароити парвариш ва намуди бофта метавонад ба таври назаррас фарқ кунад. Аз ин рӯ, эҷоди шароити оптималии таҳқиқот метавонад як вазифаи вақтталаб ва меҳнатталаб бошад.
Барои бартараф кардани ин мушкилот, дотсент Томоко Икава якҷоя бо дотсент Май Ф. Минамикава аз Донишгоҳи Чиба, профессор Хитоши Сакакибара аз Мактаби олии илмҳои био-кишоварзии Донишгоҳи Нагоя ва Микико Коҷима, мутахассиси техник аз RIKEN CSRS, усули универсалии назорати растаниро тавассути танзим таҳия карданд. Ифодаи генҳои дифференсиатсияи ҳуҷайраҳои "рушдӣ танзимшуда" (DR) барои ноил шудан ба барқароршавии растанӣ. Доктор Икава, ки дар ҷилди 15-уми Frontiers in Plant Science 3 апрели соли 2024 нашр шудааст, маълумоти бештарро дар бораи кори тадқиқотии худ пешниҳод карда, изҳор дошт: "Системаи мо аз PGR-ҳои беруна истифода намебарад, балки ба ҷои он аз генҳои омили транскрипсия барои назорати дифференсиатсияи ҳуҷайраҳо истифода мебарад. Ба монанди ҳуҷайраҳои плюрипотентӣ, ки дар ширхӯрон ба вуҷуд омадаанд."
Муҳаққиқон ду гени DR, BABY BOOM (BBM) ва WUSCHEL (WUS)-ро аз Arabidopsis thaliana (ҳамчун растании намунавӣ истифодашуда) ба таври эктопикӣ ифода карданд ва таъсири онҳоро ба фарқ кардани фарҳанги бофтаи тамоку, салат ва петуния таҳқиқ карданд. BBM омили транскрипсияро рамзгузорӣ мекунад, ки рушди ҷанинро танзим мекунад, дар ҳоле ки WUS омили транскрипсияро рамзгузорӣ мекунад, ки ҳувияти ҳуҷайраҳои бунёдиро дар минтақаи меристемаи апикалии навда нигоҳ медорад.
Таҷрибаҳои онҳо нишон доданд, ки танҳо ифодаи Arabidopsis BBM ё WUS барои ба вуҷуд овардани табақабандии ҳуҷайраҳо дар бофтаи барги тамоку кофӣ нест. Баръакс, ифодаи муштараки BBM-и аз ҷиҳати функсионалӣ такмилёфта ва WUS-и аз ҷиҳати функсионалӣ тағйирёфта фенотипи табақабандии мустақили суръатбахшро ба вуҷуд меорад. Бе истифодаи PCR, ҳуҷайраҳои барги трансгенӣ ба каллус (массаи ҳуҷайраҳои номуташаккил), сохторҳои ба узвҳои сабз монанд ва навдаҳои адвентивӣ табдил меёбанд. Таҳлили реаксияи занҷирии полимеразии миқдорӣ (qPCR), усуле, ки барои муайян кардани транскриптҳои ген истифода мешавад, нишон дод, ки ифодаи Arabidopsis BBM ва WUS бо ташаккули каллусҳо ва навдаҳои трансгенӣ алоқаманд аст.
Бо назардошти нақши муҳими фитогормонҳо дар тақсимшавӣ ва табақабандии ҳуҷайраҳо, муҳаққиқон сатҳи шаш фитогормон, яъне ауксин, цитокинин, кислотаи абсцизӣ (ABA), гиббереллин (GA), кислотаи жасмонӣ (JA), кислотаи салисилӣ (SA) ва метаболитҳои онро дар зироатҳои растании трансгенӣ муайян карданд. Натиҷаҳои онҳо нишон доданд, ки сатҳи ауксини фаъол, цитокинин, ABA ва GA-и ғайрифаъол ҳангоми табақабандии ҳуҷайраҳо ба узвҳо меафзояд, ки нақши онҳоро дар табақабандии ҳуҷайраҳои растанӣ ва органогенез нишон медиҳад.
Илова бар ин, муҳаққиқон транскриптомҳои пайдарпайии РНК-ро, ки усули таҳлили сифатӣ ва миқдории ифодаи генҳо мебошад, барои арзёбии намунаҳои ифодаи ген дар ҳуҷайраҳои трансгенӣ, ки дифференсиатсияи фаъолро нишон медиҳанд, истифода бурданд. Натиҷаҳои онҳо нишон доданд, ки генҳои марбут ба афзоиши ҳуҷайра ва ауксин бо генҳои танзимшавандаи гуногун бой шудаанд. Таҳқиқоти минбаъда бо истифода аз qPCR нишон дод, ки ҳуҷайраҳои трансгенӣ ифодаи чор генро, аз ҷумла генҳоеро, ки дифференсиатсияи ҳуҷайраҳои растанӣ, мубодилаи моддаҳо, органогенез ва вокуниши ауксинро танзим мекунанд, афзоиш ё коҳиш додаанд.
Умуман, ин натиҷаҳо як равиши нав ва бисёрҷонибаро барои барқарорсозии растаниҳо нишон медиҳанд, ки истифодаи берунаи PCR-ро талаб намекунад. Илова бар ин, системае, ки дар ин тадқиқот истифода шудааст, метавонад фаҳмиши моро дар бораи равандҳои асосии табақабандии ҳуҷайраҳои растанӣ беҳтар созад ва интихоби биотехнологии намудҳои муфиди растаниро беҳтар созад.
Доктор Икава бо таъкид ба татбиқи эҳтимолии кори худ гуфт: "Системаи гузоришшуда метавонад селексияи растаниҳоро тавассути пешниҳоди абзоре барои ба вуҷуд овардани тафриқаи ҳуҷайравии ҳуҷайраҳои растании трансгенӣ бидуни ниёз ба PCR беҳтар созад. Аз ин рӯ, пеш аз он ки растаниҳои трансгенӣ ҳамчун маҳсулот қабул карда шаванд, ҷомеа селексияи растаниҳоро суръат мебахшад ва хароҷоти марбут ба истеҳсоли онҳоро коҳиш медиҳад."
Дар бораи дотсент Томоко Игава Доктор Томоко Икава дотсенти ёвари Мактаби олии боғдорӣ, Маркази илмҳои молекулавии растаниҳо ва Маркази тадқиқоти кишоварзии кайҳонӣ ва боғдорӣ, Донишгоҳи Чиба, Ҷопон мебошад. Мавзӯъҳои тадқиқотии ӯ такрористеҳсолкунӣ ва инкишофи ҷинсии растаниҳо ва биотехнологияи растаниҳоро дар бар мегиранд. Кори ӯ ба фаҳмидани механизмҳои молекулавии такрористеҳсоли ҷинсӣ ва табақабандии ҳуҷайраҳои растаниҳо бо истифода аз системаҳои гуногуни трансгенӣ нигаронида шудааст. Вай дар ин соҳаҳо якчанд нашрияҳо дорад ва узви Ҷамъияти биотехнологияи растаниҳои Ҷопон, Ҷамъияти ботаникии Ҷопон, Ҷамъияти селексияи растаниҳои Ҷопон, Ҷамъияти физиологҳои растаниҳои Ҷопон ва Ҷамъияти байналмилалии омӯзиши такрористеҳсоли ҷинсии растаниҳо мебошад.
Тафриқабандии худкори ҳуҷайраҳои трансгенӣ бе истифодаи берунаи гормонҳо: ифодаи генҳои эндогенӣ ва рафтори фитогормонҳо
Муаллифон изҳор медоранд, ки таҳқиқот бидуни ягон муносибатҳои тиҷоратӣ ё молиявӣ, ки метавонанд ҳамчун низои эҳтимолии манфиатҳо тафсир карда шаванд, гузаронида шудааст.
Раддия: AAAS ва EurekAlert барои дурустии пресс-релизҳои нашршуда дар EurekAlert масъул нестанд! Ҳар гуна истифодаи маълумот аз ҷониби ташкилоте, ки маълумотро пешниҳод мекунад ё тавассути системаи EurekAlert манъ аст.
Вақти нашр: 22 августи соли 2024