Tasvir: O'simliklarni qayta tiklashning an'anaviy usullari o'simliklarning o'sishi regulyatorlaridan foydalanishni talab qiladi, masalan, turlarga xos va mehnat talab qiladigan gormonlar. Yangi tadqiqotda olimlar o'simlik hujayralarining dedifferentsiatsiyasi (hujayra proliferatsiyasi) va redifferentsiatsiyasi (organogenezi) bilan bog'liq genlarning funktsiyasi va ifodasini tartibga solish orqali o'simliklarning yangi regeneratsiyasi tizimini ishlab chiqdilar. Koʻproq koʻrish
O'simliklarni qayta tiklashning an'anaviy usullari foydalanishni talab qiladio'simliklar o'sishi regulyatorlarikabigormons, bu turga xos va mehnat talab qiladigan bo'lishi mumkin. Yangi tadqiqotda olimlar o'simlik hujayralarining dedifferentsiatsiyasi (hujayra proliferatsiyasi) va redifferentsiatsiyasi (organogenezi) bilan bog'liq genlarning funktsiyasi va ifodasini tartibga solish orqali o'simliklarning yangi regeneratsiyasi tizimini ishlab chiqdilar.
O'simliklar ko'p yillar davomida hayvonlar va odamlar uchun asosiy oziq-ovqat manbai bo'lib kelgan. Bundan tashqari, o'simliklar turli farmatsevtik va terapevtik birikmalarni olish uchun ishlatiladi. Biroq, ulardan noto'g'ri foydalanish va oziq-ovqatga bo'lgan talabning ortib borishi o'simliklarni ko'paytirishning yangi usullariga ehtiyojni ta'kidlaydi. O'simliklar biotexnologiyasidagi yutuqlar, yanada samaraliroq va iqlim o'zgarishiga chidamli genetik jihatdan o'zgartirilgan (GM) o'simliklarni ishlab chiqarish orqali kelajakda oziq-ovqat tanqisligini hal qilishi mumkin.
Tabiiyki, o'simliklar bitta "totipotent" hujayradan (bir nechta hujayra turlarini keltirib chiqarishi mumkin bo'lgan hujayra) butunlay yangi o'simliklarni turli tuzilish va funktsiyalarga ega bo'lgan hujayralarga ajratish va qayta differentsiyalash orqali qayta tiklashi mumkin. Bunday totipotent hujayralarni o‘simlik to‘qimalari kulturasi orqali sun’iy holatga keltirish o‘simliklarni himoya qilish, ko‘paytirish, transgen turlarini ishlab chiqarish va ilmiy tadqiqot maqsadlarida keng qo‘llaniladi. An'anaga ko'ra, o'simliklarning regeneratsiyasi uchun to'qima madaniyati hujayra differentsiatsiyasini nazorat qilish uchun auksinlar va sitokininlar kabi o'simlik o'sishi regulyatorlaridan (GGR) foydalanishni talab qiladi. Shu bilan birga, optimal gormonal sharoitlar o'simlik turlariga, madaniyat sharoitlariga va to'qimalarning turiga qarab sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Shuning uchun qidiruv ishlari uchun maqbul sharoitlarni yaratish ko'p vaqt va mehnat talab qiladigan ish bo'lishi mumkin.
Ushbu muammoni bartaraf etish uchun dotsent Tomoko Ikava, Chiba universiteti dotsenti Mai F. Minamikava, Nagoya universiteti bio-qishloq xo'jaligi fanlari oliy maktabi professori Xitoshi Sakakibara va RIKEN CSRS nazorati uchun universal usulni ishlab chiqdi. O'simliklarning yangilanishiga erishish uchun "rivojlangan tartibga solinadigan" (DR) hujayra farqlash genlarini ifodalash. 2024-yil 3-aprelda “Frontiers in Plant Science” jurnalining 15-jildida chop etilgan doktor Ikava o‘zlarining tadqiqot ishlari haqida qo‘shimcha ma’lumot berib, shunday dedi: “Bizning tizimimiz tashqi PGRlardan foydalanmaydi, aksincha, hujayralar differentsiatsiyasini nazorat qilish uchun transkripsiya omili genlaridan foydalanadi.
Tadqiqotchilar Arabidopsis thaliana (namunali o'simlik sifatida ishlatilgan) dan ikkita DR genini, BABY BOOM (BBM) va WUSCHEL (WUS) ektopik tarzda ifodalangan va ularning tamaki, marul va petuniyaning to'qimalar madaniyati differentsiatsiyasiga ta'sirini o'rgangan. BBM embrion rivojlanishini tartibga soluvchi transkripsiya omilini kodlaydi, WUS esa kurtaklar apikal meristema hududida ildiz hujayralarining o'ziga xosligini saqlaydigan transkripsiya omilini kodlaydi.
Ularning tajribalari shuni ko'rsatdiki, faqat Arabidopsis BBM yoki WUS ifodasi tamaki bargi to'qimalarida hujayra differentsiatsiyasini keltirib chiqarish uchun etarli emas. Bundan farqli o'laroq, funktsional jihatdan yaxshilangan BBM va funktsional ravishda o'zgartirilgan WUSning birgalikda ifodalanishi tezlashtirilgan avtonom differentsiatsiya fenotipini keltirib chiqaradi. PCRdan foydalanmasdan, transgen barg hujayralari kallusga (tartibga solinmagan hujayra massasi), yashil organga o'xshash tuzilmalarga va qo'shimcha kurtaklarga ajratiladi. Miqdoriy polimeraza zanjiri reaktsiyasi (qPCR) tahlili, gen transkriptlarini miqdoriy aniqlash uchun ishlatiladigan usul, Arabidopsis BBM va WUS ifodasi transgenik kalli va kurtaklar shakllanishi bilan bog'liqligini ko'rsatdi.
Hujayra bo'linishi va differentsiatsiyasida fitohormonlarning hal qiluvchi rolini hisobga olgan holda, tadqiqotchilar oltita fitohormonlar, ya'ni auksin, sitokinin, abstsiz kislotasi (ABA), gibberellin (GA), yasmonik kislota (JA), salitsil kislotasi (SA) va uning transgenik o'simliklardagi metabolitlari darajasini aniqladilar. Ularning natijalari shuni ko'rsatdiki, faol auksin, sitokinin, ABA va faol bo'lmagan GA darajalari hujayralar organlarga differensiallashganda, ularning o'simlik hujayralarining differentsiatsiyasi va organogenezidagi rolini ta'kidlab o'tadi.
Bundan tashqari, tadqiqotchilar faol differentsiatsiyani ko'rsatadigan transgenik hujayralardagi genlarni ifodalash naqshlarini baholash uchun genlar ifodasini sifatli va miqdoriy tahlil qilish usuli bo'lgan RNK ketma-ketlik transkriptomlaridan foydalanganlar. Ularning natijalari hujayra proliferatsiyasi va auksin bilan bog'liq genlar differensial tartibga solinadigan genlar bilan boyitilganligini ko'rsatdi. QPCR yordamida keyingi tekshiruv transgen hujayralar to'rtta genning, shu jumladan o'simlik hujayralarining differentsiatsiyasini, metabolizmini, organogenezini va auksin reaktsiyasini tartibga soluvchi genlarning ifodasini oshirgan yoki kamaytirganligini aniqladi.
Umuman olganda, bu natijalar PCR ning tashqi qo'llanilishini talab qilmaydigan o'simliklarni qayta tiklash uchun yangi va ko'p qirrali yondashuvni ochib beradi. Bundan tashqari, ushbu tadqiqotda foydalanilgan tizim o'simlik hujayralari differentsiatsiyasining asosiy jarayonlari haqidagi tushunchamizni yaxshilashi va foydali o'simlik turlarining biotexnologik tanlovini yaxshilashi mumkin.
Doktor Ikava o'z ishining potentsial qo'llanilishini ta'kidlab, "Xabar qilingan tizim transgen o'simlik hujayralarini PCRga muhtoj bo'lmasdan hujayrali differentsiatsiyani qo'zg'atuvchi vositani taqdim etish orqali o'simliklar seleksiyasini yaxshilashi mumkin. Shuning uchun, transgen o'simliklar mahsulot sifatida qabul qilinishidan oldin, jamiyat o'simliklarni ko'paytirishni tezlashtiradi va ular bilan bog'liq ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytiradi ".
Dotsent Tomoko Igava haqida Doktor Tomoko Ikava Bog'dorchilik oliy maktabi, Molekulyar o'simliklar fanlari markazi va Kosmik qishloq xo'jaligi va bog'dorchilik tadqiqotlari markazi, Chiba universiteti, Yaponiya dotsenti. Uning ilmiy qiziqishlari o'simliklarning jinsiy ko'payishi va rivojlanishi va o'simliklar biotexnologiyasini o'z ichiga oladi. Uning ishi jinsiy ko'payishning molekulyar mexanizmlarini va turli transgenik tizimlar yordamida o'simlik hujayralarining differentsiatsiyasini tushunishga qaratilgan. U ushbu sohalarda bir nechta nashrlarga ega va Yaponiya o'simliklar biotexnologiyasi jamiyati, Yaponiya botanika jamiyati, Yaponiya o'simliklarni etishtirish jamiyati, Yaponiya o'simliklar fiziologlari jamiyati va o'simliklarning jinsiy ko'payishini o'rganish xalqaro jamiyati a'zosi.
Gormonlarni tashqi ishlatmasdan transgen hujayralarni avtonom farqlash: endogen genlarning ifodasi va fitohormonlarning xatti-harakati.
Mualliflar, tadqiqot potentsial manfaatlar to'qnashuvi sifatida talqin qilinishi mumkin bo'lgan tijorat yoki moliyaviy munosabatlar mavjud bo'lmaganda o'tkazilganligini e'lon qiladi.
Rad etish: AAAS va EurekAlert EurekAlert-da chop etilgan press-relizlarning to'g'riligi uchun javobgar emas! Ma'lumotni taqdim etuvchi tashkilot yoki EurekAlert tizimi orqali ma'lumotlardan har qanday foydalanish.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 22-avgust