Домати Нова култура за прв пат преку уредување на геном
Научниците од Бразил, САД и Германија за прв пат создадоа ново култивирано растение од диво растение - предок на денешниот домат - користејќи модерен процес на уредување на геном.
4 октомври 2018 година - 11:50 часот од д-р. Кристина Хајмкен
Новиот култивиран домат (десно) има различни карактеристики на припитомување што го разликува од дивото растение (лево). Слика: Агустин Зигун/Биотехнологија на природата.
Култури како пченица и пченка имај Поминете низ илјадници години процес на размножување. Притоа, луѓето постепено ги менуваа својствата на дивите растенија со цел да ги прилагодат на нивните потреби. Еден мотив беше и е поголем принос. Кога „Несакан ефект“ размножување доведе до А. намалена генетска разновидност и губење на други корисни својства. Ова, меѓу другото, се покажува со зголемена подложност на болести, слаб вкус и намалена содржина на витамини и хранливи материи во современите сорти. Научниците од Бразил, САД и Германија за прв пат создадоа ново култивирано растение од диво растение во рок од една генерација со помош на CRISPR-Cas9, модерен процес на уредување на геном: Почнувајќи од „див домат“, тие истовремено создадоа разни корисни карактеристики на растенијата без губење на вредните генетски својства на дивото растение. Резултатите се објавени во тековниот број на списанието „Природа биотехнологија“.
„Новиот метод ни овозможува да започнеме од нула и да започнеме процес на припитомување одново“, вели биологот проф. Јорг Кудла од Универзитетот Вестфалијан Вилхелмс во Минстер, кој заедно со неговиот тим се вклучени во студијата. „Можеме да го искористиме целото знаење за генетиката на растенијата и припитомувањето што го собраа истражувачите во последните децении. Можеме да ги зачуваме генетскиот потенцијал и особено вредните својства на дивите растенија, а истовремено да ги генерираме посакуваните карактеристики на современите култури во најкус можен рок. “Истражувачите вложиле околу три години работа во нивните студии.
На научник избра како Почетна фабрика за вашиот пионерски проект дивината Домас соланум пимпинелифолиум од Јужна Америка, предците на денешните култивирани домати. Дивото растение има само овошје со големина на зрно грашок и има низок принос - две својства што го прават несоодветен како култивирано растение. Од друга страна, плодовите се поароматични од современите домати, кои го изгубиле вкусот преку одгледување. Дивите плодови содржат и повеќе ликопен. Овој таканаречен радикален фаќач, технички антиоксиданс, се смета за здрав и против оваа позадина е пожелна состојка.
Научниците ги модифицирале дивите растенија со помош на „Мултиплекс-CRISPR-Cas9“ така што ќерките растенија носат мали генетски промени во шест гени. Овие клучни гени се идентификувани преку истражување во изминатите неколку години и се сметаат дека се генетски клучеви за карактеристиките на домашните домати. Поточно, научниците ги создадоа следниве промени во споредба со дивиот домат: Плодовите се трипати поголеми од оние на дивото растение, што одговара на големината на коктел доматот. Бројот на овошје е десеткратен, а нивната форма е повеќе овална од онаа на тркалезното диво овошје. Овој имот е популарен бидејќи овалните плодови имаат помала веројатност да пукаат кога врне отколку нивните кружни роднини. Растенијата имаат и покомпактна навика.
А. друга важна нова карактеристика: Содржина на ликопен кај новиот одгледуван домат е повеќе од двапати повисока отколку кај дивите родителски видови, па дури и повеќе од пет пати повисока отколку во конвенционални коктел домати. „Ова е многу одлучувачка иновација што не може да се постигне со конвенционалните култивирани домати преку размножување. Ликопенот може да помогне во спречување на карцином и кардиоваскуларни заболувања. Од здравствена гледна точка, доматот што го создадовме веројатно има додадена вредност во споредба со конвенционалните култивирани домати и друг зеленчук што содржи само ликопен во многу ограничени количини “, нагласува Јорг Кудла. Досега, одгледувачите залудно се обидоа да ја зголемат содржината на ликопен во култивираните домати. Во оние случаи во кои тоа успеало, тоа беше на штета на содржината на бета-каротен, која исто така има ефект на заштита на клетките и затоа е вредна состојка.
Јерг Кудла ја сумира дилемата за модерно размножување: „Денешните корисни растенија се создадени преку размножување - со сите свои предности и недостатоци. Многу својства, како што е еластичноста, се изгубени и можеа да се вратат само - ако воопшто се случи - преку макотрпно пресвртување со дивата фабрика со децении. Бидејќи одликите што се определуваат со интеракцијата на бројни гени не можат да се обноват преку класично размножување. Припитомувањето од многу аспекти наликува на еднонасочна улица. Со модерно уредување на геномот можеме да ја искористиме дивата фабрика и да го решиме овој проблем при размножување. Накратко: молекуларна „де ново припитомување“ прикрива огромен потенцијал - исто така да да се создадат нови пожелни својства.„Покрај тоа, сега ќе биде можно, на пример, да се трансформираат растенија кои се многу здрави, но сè уште не биле користени или користени само во многу ограничена мерка од страна на луѓето преку насочено зголемување на нивните плодови или подобрување на другите карактеристики на припитомување во целосно нови корисни растенија.
Кон методот: Научниците го користеа методот CRISPR-Cas9, околу Гени во Растение од домати Solanum pimpinellifolium преку т.н. Насочено инактивирање на загуба на функционални мутации. Од растенијата генетски модифицирани на овој начин, тие избрале соодветни мајчини растенија откако ќе пораснат. Истражувачите ги провериле нивните ќерки растенија за нивните надворешно видливи карактеристики и ги анализирале нивните својства. Научниците од Федералниот универзитет во Вичоса и Универзитетот во Сао Паоло (Бразил), Универзитетот во Минесота (САД) и Универзитетот во Вестфалијан Вилхелмс од Минстер (Германија) учествуваа во студијата. Работата беше финансиски поддржана од Сојузното Министерство за образование и истражување и, од бразилска страна, од агенцијата за финансирање на високото образование CAPES, Националниот истражувачки совет CNPq и истражувачката организација FAPESP. (Извор: Westfälische Wilhelms-Universität Münster)