Ìomhaigh: Feumaidh dòighean traidiseanta ath-nuadhachadh planntrais a bhith a’ cleachdadh riaghladairean fàs planntrais leithid hormonaichean, a dh’ fhaodadh a bhith sònraichte do ghnè agus saothair-dian. Ann an sgrùdadh ùr, tha luchd-saidheans air siostam ath-nuadhachadh planntrais ùr a leasachadh le bhith a’ riaghladh gnìomh agus faireachdainn ghinean a tha an sàs ann an dì-dhealachadh (iomadachadh cealla) agus ath-dhealachadh (organogenesis) de cheallan planntrais. Seall barrachd
Tha feum air dòighean traidiseanta airson ath-nuadhachadh lusanriaghladairean fàs lusanLeithidhormonas, a dh’ fhaodadh a bhith sònraichte do ghnè agus saothair-dian. Ann an sgrùdadh ùr, tha luchd-saidheans air siostam ath-nuadhachadh planntrais ùr a leasachadh le bhith a’ riaghladh gnìomh agus faireachdainn ghinean a tha an sàs ann an dì-dhealachadh (iomadachadh cealla) agus ath-dhealachadh (organogenesis) de cheallan planntrais.
Tha lusan air a bhith na phrìomh thùs bìdh dha beathaichean agus daoine airson grunn bhliadhnaichean. A bharrachd air an sin, thathas a’ cleachdadh na lusan gus diofar choimeasgaidhean cungaidh-leigheis agus teirpeach a thoirt a-mach. Ach, tha an ana-cleachdadh agus an iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson biadh a’ soilleireachadh an fheum air dòighean briodachaidh planntrais ùra. Dh’ fhaodadh adhartasan ann am bith-theicneòlas planntrais fuasgladh fhaighinn air gainnead bìdh san àm ri teachd le bhith a’ toirt a-mach planntaichean air an atharrachadh gu ginteil (GM) a tha nas cinneasaiche agus nas seasmhaiche ri atharrachadh clìomaid.
Gu nàdarra, faodaidh planntaichean planntaichean gu tur ùr ath-nuadhachadh bho aon chill “totipotent” (cealla a dh’ adhbhraicheas iomadh seòrsa cealla) le bhith gan eadar-dhealachadh agus ag ath-dhealachadh gu ceallan le diofar structaran agus gnìomhan. Tha suidheachadh fuadain de cheallan totipotent mar sin tro chultar clò planntrais air a chleachdadh gu farsaing airson dìon planntrais, briodadh, cinneasachadh gnèithean transgenic agus airson adhbharan sgrùdadh saidheansail. Gu traidiseanta, feumaidh cultar clò airson ath-nuadhachadh planntrais a bhith a’ cleachdadh riaghladairean fàs planntrais (GGRn), leithid auxins agus cytokinins, gus smachd a chumail air eadar-dhealachadh cealla. Ach, faodaidh na suidheachaidhean hormonail as fheàrr atharrachadh gu mòr a rèir gnè an lus, suidheachadh cultair agus an seòrsa clò. Mar sin, faodaidh cruthachadh nan suidheachaidhean sgrùdaidh as fheàrr a bhith na obair a bheir ùine agus saothair.
Gus faighinn thairis air an duilgheadas seo, leasaich an t-Àrd-ollamh Co-cheangailte Tomoko Ikawa, còmhla ris an Àrd-ollamh Co-cheangailte Mai F. Minamikawa bho Oilthigh Chiba, an t-Àrd-ollamh Hitoshi Sakakibara bho Sgoil Cheumnach Saidheans Bith-àiteachais Oilthigh Nagoya agus Mikiko Kojima, teicneòlaiche eòlach bho RIKEN CSRS, dòigh uile-choitcheann airson smachd lusan tro riaghladh. Cur an cèill ginean eadar-dhealachaidh cealla “air a riaghladh le leasachadh” (DR) gus ath-nuadhachadh planntrais a choileanadh. Air fhoillseachadh ann an Leabhar 15 de Crìochan ann an Saidheans Lusan air 3 Giblean, 2024, thug an Dr Ikawa seachad tuilleadh fiosrachaidh mun obair rannsachaidh aca, ag ràdh: “Chan eil an siostam againn a’ cleachdadh PGRn taobh a-muigh, ach an àite sin bidh e a ’cleachdadh ginean factar tar-sgrìobhaidh gus smachd a chumail air eadar-dhealachadh cealla. coltach ri ceallan ioma-chumhachdach ann am mamalan.”
Chuir an luchd-rannsachaidh an cèill gu h-ectopically dà ghine DR, BABY BOOM (BBM) agus WUSCHEL (WUS), bho Arabidopsis thaliana (air a chleachdadh mar phlannt modail) agus rinn iad sgrùdadh air a’ bhuaidh aca air eadar-dhealachadh cultar clò tombaca, lettu agus petunia. Bidh BBM a’ còdachadh feart tar-sgrìobhaidh a bhios a’ riaghladh leasachadh embryonic, ach tha WUS a’ còdachadh feart tar-sgrìobhaidh a chumas dearbh-aithne bun-cheallan ann an sgìre an t-seilg meristem apical.
Sheall na deuchainnean aca nach eil abairt Arabidopsis BBM no WUS leis fhèin gu leòr gus eadar-dhealachadh cealla a bhrosnachadh ann an clò duilleach tombaca. An coimeas ri sin, bidh co-èigneachadh de BBM le àrdachadh gnìomh agus WUS air atharrachadh gu gnìomh a’ toirt a-steach phenotype eadar-dhealachaidh fèin-riaghailteach luathaichte. Gun a bhith a’ cleachdadh PCR, bha ceallan duilleach transgenic air an eadar-dhealachadh gu callus (mais cealla neo-eagraichte), structaran uaine coltach ri organ agus gucagan tarraingeach. Sheall mion-sgrùdadh cainneachdail air freagairt slabhraidh polymerase (qPCR), dòigh a chaidh a chleachdadh gus tar-sgrìobhaidhean gine a thomhas, gu robh ceangal Arabidopsis BBM agus abairt WUS co-cheangailte ri cruthachadh calli agus brògan transgenic.
A’ beachdachadh air àite deatamach phytohormones ann an roinneadh cealla agus eadar-dhealachadh, rinn an luchd-rannsachaidh tomhas air na h-ìrean de shia phytohormones, is e sin auxin, cytokinin, searbhag abscisic (ABA), gibberellin (GA), searbhag jasmonic (JA), searbhag salicylic (SA) agus a metabolites ann am bàrr lusan transgenic. Sheall na co-dhùnaidhean aca gu bheil na h-ìrean de auxin gnìomhach, cytokinin, ABA, agus GA neo-ghnìomhach ag àrdachadh mar a bhios ceallan ag eadar-dhealachadh ann am buidhnean, a’ soilleireachadh an dreuchdan ann an eadar-dhealachadh cealla planntrais agus organogenesis.
A bharrachd air an sin, chleachd an luchd-rannsachaidh tar-sgrìobhaidhean sreath RNA, dòigh airson mion-sgrùdadh càileachdail agus cainneachdail air faireachdainn gine, gus pàtrain faireachdainn gine ann an ceallan transgenic a tha a’ nochdadh eadar-dhealachadh gnìomhach a mheasadh. Sheall na co-dhùnaidhean aca gu robh ginean co-cheangailte ri iomadachadh cealla agus auxin air an saidhbhreachadh ann an ginean a bha air an riaghladh le diofar. Nochd sgrùdadh eile a’ cleachdadh qPCR gu robh na ceallan transgenic air àrdachadh no lughdachadh faireachdainn de cheithir ginean, a’ toirt a-steach ginean a bhios a’ riaghladh eadar-dhealachadh cealla planntrais, metabolism, organogenesis, agus freagairt auxin.
Gu h-iomlan, tha na toraidhean sin a’ nochdadh dòigh-obrach ùr is ioma-chruthach a thaobh ath-nuadhachadh planntrais nach eil feumach air PCR a chuir an sàs taobh a-muigh. A bharrachd air an sin, dh’ fhaodadh an siostam a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh seo ar tuigse mu na pròiseasan bunaiteach ann an eadar-dhealachadh cealla planntrais adhartachadh agus taghadh bith-theicneòlasach de ghnèithean planntrais feumail a leasachadh.
A’ soilleireachadh na dh’ fhaodadh a bhith aig an obair aige, thuirt an Dr Ikawa, “Dh’ fhaodadh an siostam a chaidh aithris briodadh planntrais a leasachadh le bhith a’ toirt seachad inneal airson eadar-dhealachadh ceallach de cheallan planntrais tar-ghnèitheach a bhrosnachadh gun fheum air PCR. Mar sin, mus tèid gabhail ri planntaichean transgenic mar thoraidhean, luathaichidh an comann-sòisealta briodadh planntrais agus lughdaichidh iad na cosgaisean cinneasachaidh co-cheangailte riutha.
Mu dheidhinn an Àrd-ollamh Co-cheangailte Tomoko Igawa Tha an Dr Tomoko Ikawa na àrd-ollamh cuideachaidh aig Sgoil Cheumnach na Gàrradaireachd, an Ionad airson Saidheansan Lusan Molecular, agus an Ionad airson Rannsachadh Àiteachais is Gàrradaireachd Fànais, Oilthigh Chiba, Iapan. Tha na h-ùidhean rannsachaidh aice a’ toirt a-steach gintinn agus leasachadh gnèitheasach planntrais agus bith-theicneòlas planntrais. Tha an obair aice a’ cuimseachadh air a bhith a’ tuigsinn na h-innealan moileciuil ann an gintinn gnèitheasach agus eadar-dhealachadh cealla planntrais a’ cleachdadh diofar shiostaman transgenic. Tha grunn fhoillseachaidhean aice anns na raointean sin agus tha i na ball de Chomann Bith-theicneòlas Lusan Iapan, Comann Luibh-eòlais Iapan, Comann Briodachaidh Lusan Iapanach, Comann Eòlaichean Lusan Iapanach, agus an Comann Eadar-nàiseanta airson Sgrùdadh air Ath-riochdachadh Feise Lusan.
Eadar-dhealachadh neo-eisimeileach de cheallan transgenic gun a bhith a’ cleachdadh hormonaichean bhon taobh a-muigh: cur an cèill ginean endogenous agus giùlan phytohormones
Tha na h-ùghdaran ag innse gun deach an rannsachadh a dhèanamh às aonais dàimhean malairteach no ionmhasail sam bith a dh’ fhaodadh a bhith air a mhìneachadh mar strì eadar com-pàirtean.
Àicheadh: Chan eil AAAS agus EurekAlert an urra ri cruinneas fiosan naidheachd a chaidh fhoillseachadh air EurekAlert! Cleachdadh fiosrachaidh sam bith leis a’ bhuidheann a bheir seachad am fiosrachadh no tro shiostam EurekAlert.
Ùine puist: Lùnastal-22-2024