CRISPR: با اصلاح ژنتیکی عملکرد برنج و ذرت تا 10 درصد افزایش یافت

آزمایش‌ها در مزارع کشاورزی نشان داده است که می‌توان با استفاده از ویرایش ژن CRISPR عملکرد برنج و ذرت را به میزان قابل توجهی افزایش داد.

توسط چن لی

یک مطالعه جدید نشان می دهد که خاموش کردن یک ژن خاص در ذرت و برنج می تواند عملکرد دانه را به ترتیب 10 و 8 درصد افزایش دهد. با کاوش ژن های مشابه در سایر غلات می توان تولید جهانی محصول را افزایش داد.

ذرت و برنج مواد غذایی اصلی در سراسر جهان هستند و هر کدام دارای تاریخ مشخصی از کشت برای مصرف گسترده هستند. اعتقاد بر این است که منشاء ذرت مکزیک است، در حالی که برنج از چین می آید. علیرغم تکامل مستقل این گونه ها، زیست شناسان گیاهی اشاره کرده اند که آنها دارای برخی ویژگی های بسیار مشابه هستند. این به عنوان تکامل همگرا شناخته می شود.

برای بررسی این شباهت ها، Xiaohong Yang از دانشگاه کشاورزی چین در پکن و همکارانش نقشه ژنوم ذرت را ترسیم کردند.Zea mays L. ssp. از دست دادن) و برنج (برنج آسیایی).

آنها 490 جفت ژن را پیدا کردند که به نظر می رسید عملکردهای مشابهی را در هر دو قرص انجام می دهند. از میان این جفت‌ها، محققان دو ژن را شناسایی کردند – به نام KRN2 در ذرت و OsKRN2 در برنج شناخته می‌شوند که بر عملکرد دانه آنها تأثیر می‌گذارد. با استفاده از ویرایش ژن CRISPR برای خاموش کردن این ژن ها، آنها می توانند عملکرد دانه را 10 درصد در ذرت و 8 درصد در برنج افزایش دهند. این اعداد از آزمایش در دنیای واقعی در مزارع بدست آمده است.

یانگ، که امیدوار است به کاوش 490 جفت ژن برای بهبود بیشتر تولید برنج و ذرت ادامه دهد، می‌گوید: «اینها نتایج عالی هستند.

آلیسدیر فرنی از مؤسسه فیزیولوژی گیاهان مولکولی ماکس پلانک در پوتسدام آلمان می گوید: «این دو گونه از نظر اقتصادی مهم ترین هستند. آنها تاریخچه اهلی شدن متفاوتی با مراکز مبدا و زیستگاه های بسیار متفاوت دارند.

ورنی می‌گوید درک بهتر تکامل ژنتیکی ذرت و برنج همچنین می‌تواند منجر به اتفاقاتی شود که به عنوان رویدادهای اهلی‌سازی de novo شناخته می‌شوند، یعنی زمانی که ژن‌های اهلی‌شده به گونه‌های غیر اهلی برای تولید محصولات جدید وارد می‌شوند. محصولات وحشی معمولاً در برابر آب و هوای سخت و عوامل بیماری زا مقاومت بیشتری دارند، اما معمولاً عملکرد کمتری دارند.

او می‌گوید: «با CRISPR و فناوری ویرایش ژن، ما فقط می‌توانیم تعداد انگشت شماری از ژن‌های اهلی‌سازی مانند KRN2 را برداریم و آن‌ها را در اقوام وحشی خود قرار دهیم». ایده این است که شما می توانید محصولات با عملکرد بالا و انعطاف پذیر تولید کنید که در آینده برای ما بسیار مهم خواهد بود.

مرجع مجله: دانستن، DOI: 10.1126 / science.abg7985

در خبرنامه رایگان Fix the Planet ما ثبت‌نام کنید تا هر پنج‌شنبه، مقداری از خوش‌بینی آب و هوا را مستقیماً در صندوق ورودی خود دریافت کنید.