Зураг: Ургамлын нөхөн төлжилтийн уламжлалт аргууд нь төрөл зүйлийн онцлог шинж чанартай бөгөөд хөдөлмөр их шаарддаг даавар зэрэг ургамлын өсөлтийн зохицуулагчийг ашиглахыг шаарддаг. Шинэ судалгаагаар эрдэмтэд ургамлын эсийн дедифференциаци (эсийн үржил) болон редифференциаци (органогенез)-д оролцдог генийн үйл ажиллагаа, илэрхийлэлийг зохицуулснаар ургамлын нөхөн төлжилтийн шинэ системийг боловсруулжээ. Дэлгэрэнгүй үзэх
Ургамлыг нөхөн сэргээх уламжлалт аргууд нь дараах зүйлсийг ашиглахыг шаарддаг.ургамлын өсөлтийн зохицуулагчгэх мэтдааварs нь зүйлийн онцлог шинж чанартай бөгөөд хөдөлмөр их шаарддаг. Шинэ судалгаагаар эрдэмтэд ургамлын эсийн дедифференциаци (эсийн үржил) болон редифференциаци (органогенез)-д оролцдог генүүдийн үйл ажиллагаа, илэрхийлэлийг зохицуулах замаар ургамлын нөхөн төлжилтийн шинэ системийг боловсруулжээ.
Ургамал нь олон жилийн турш амьтан, хүний хоол хүнсний гол эх үүсвэр байсаар ирсэн. Үүнээс гадна, ургамлыг янз бүрийн эмийн болон эмчилгээний нэгдлүүдийг гаргаж авахад ашигладаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн буруу хэрэглээ болон хүнсний эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаа нь ургамлын үржлийн шинэ аргуудын хэрэгцээг харуулж байна. Ургамлын биотехнологийн дэвшил нь уур амьсгалын өөрчлөлтөд илүү үр бүтээлтэй, тэсвэртэй генетикийн хувьд өөрчлөгдсөн (GM) ургамал гарган авснаар ирээдүйн хүнсний хомсдолыг шийдвэрлэх боломжтой.
Мэдээжийн хэрэг, ургамал нь өөр өөр бүтэц, үүрэгтэй эсүүд рүү ялгаварлан гадуурхах, дахин ялгарах замаар нэг "тотипотент" эсээс (олон төрлийн эсийг бий болгож чаддаг эс) бүрэн шинэ ургамлыг нөхөн төлжүүлж чаддаг. Ургамлын эдийн өсгөврөөр дамжуулан ийм тотипотент эсийг хиймэл аргаар агааржуулах ажлыг ургамал хамгаалах, үржүүлэх, трансген зүйл үйлдвэрлэх, шинжлэх ухааны судалгааны зорилгоор өргөн ашигладаг. Уламжлал ёсоор ургамлын нөхөн төлжилтийн эдийн өсгөврийг эсийн ялгаварлан гадуурхалтыг хянахын тулд ауксин, цитокинин зэрэг ургамлын өсөлтийн зохицуулагч (GGR) ашиглахыг шаарддаг. Гэсэн хэдий ч оновчтой дааврын нөхцөл байдал нь ургамлын төрөл зүйл, өсгөврийн нөхцөл, эдийн төрлөөс хамааран мэдэгдэхүйц ялгаатай байж болно. Тиймээс оновчтой хайгуулын нөхцлийг бүрдүүлэх нь цаг хугацаа их шаарддаг, хөдөлмөр их шаарддаг ажил байж болно.
Энэ асуудлыг даван туулахын тулд дэд профессор Томоко Икава Чиба Их Сургуулийн дэд профессор Май Ф. Минамикава, Нагояа Их Сургуулийн Био-Хөдөө аж ахуйн шинжлэх ухааны магистрын сургуулийн профессор Хитоши Сакакибара, RIKEN CSRS-ийн мэргэжилтэн техникч Микико Кожима нартай хамтран ургамлын зохицуулалтаар дамжуулан хяналтын нийтлэг аргыг боловсруулсан. Ургамлын нөхөн төлжилтийг хангахын тулд "хөгжлийн зохицуулалттай" (DR) эсийн ялгаварлан гадуурхалтын генийг илэрхийлэх. 2024 оны 4-р сарын 3-нд "Ургамлын шинжлэх ухааны хил хязгаар" номын 15-р ботид хэвлэгдсэн доктор Икава судалгааны ажлынхаа талаар нэмэлт мэдээлэл өгөхдөө: "Манай систем нь хөхтөн амьтдад өдөөгдсөн плюрипотент эсүүдтэй төстэй эсийн ялгаварлан гадуурхалтыг хянахын тулд транскрипцийн хүчин зүйлийн генийг ашигладаг" гэж мэдэгджээ.
Судлаачид Arabidopsis thaliana (загвар ургамал болгон ашигласан)-аас гаргаж авсан BABY BOOM (BBM) болон WUSCHEL (WUS) гэсэн хоёр DR генийг эктопик байдлаар илэрхийлж, тамхи, шанцай, петунийн эдийн өсгөврийн ялгаварлан гадуурхалтад үзүүлэх нөлөөг судалсан. BBM нь үр хөврөлийн хөгжлийг зохицуулдаг транскрипцийн хүчин зүйлийг кодчилдог бол WUS нь найлзуурын оройн меристемийн хэсэгт үүдэл эсийн ижил байдлыг хадгалдаг транскрипцийн хүчин зүйлийг кодчилдог.
Тэдний туршилтаар тамхины навчны эдэд эсийн ялгаварлан гадуурхалтыг өдөөхөд Арабидопсис BBM эсвэл WUS-ийн экспресс дангаараа хангалтгүй болохыг харуулсан. Үүний эсрэгээр, функциональ сайжруулсан BBM болон функциональ байдлаар өөрчлөгдсөн WUS-ийн хамт экспресс нь хурдасгасан бие даасан ялгаварлан гадуурхалтын фенотипийг өдөөдөг. PCR ашиглахгүйгээр трансген навчны эсүүд нь каллус (эмх замбараагүй эсийн масс), ногоон эрхтэн төст бүтэц, адал явдалт нахиа болж дифференциалждаг. Генийн транскрипцийг тоон үзүүлэлтээр тодорхойлоход ашигладаг арга болох тоон полимеразын гинжин урвал (qPCR) шинжилгээгээр Арабидопсис BBM болон WUS-ийн экспресс нь трансген калли болон найлзуур үүсэхтэй хамааралтай болохыг харуулсан.
Эсийн хуваагдал ба ялгаран хөгжихөд фитогормоны чухал үүргийг харгалзан судлаачид трансген ургамлын ургацад агуулагдах ауксин, цитокинин, абсцисийн хүчил (ABA), гиббереллин (GA), жасмонийн хүчил (JA), салицилийн хүчил (SA) болон түүний метаболитууд гэсэн зургаан фитогормоны түвшинг тоон үзүүлэлтээр тодорхойлсон. Тэдний үр дүнгээс харахад эсүүд эрхтэн болж ялгарах тусам идэвхтэй ауксин, цитокинин, ABA болон идэвхгүй GA-ийн түвшин нэмэгддэг нь ургамлын эсийн ялгаран хөгжихөд тэдгээрийн үүргийг онцолж байна.
Үүнээс гадна судлаачид идэвхтэй ялгаварлан гадуурхалтыг харуулсан трансген эсүүдийн генийн экспрессийн хэв маягийг үнэлэхийн тулд генийн экспрессийн чанарын болон тоон шинжилгээний арга болох РНХ-ийн дарааллын транскриптомыг ашигласан. Тэдний үр дүнгээс харахад эсийн үржил шим болон ауксинтай холбоотой генүүд ялгаварлан зохицуулагддаг генүүдээр баялаг байв. qPCR ашиглан цаашдын судалгаагаар трансген эсүүд нь ургамлын эсийн ялгаварлан гадуурхалт, бодисын солилцоо, органогенез, ауксины хариу урвалыг зохицуулдаг генүүд зэрэг дөрвөн генийн экспрессийг нэмэгдүүлсэн эсвэл бууруулсан болохыг тогтоожээ.
Ерөнхийдөө эдгээр үр дүнгүүд нь ургамлын нөхөн төлжилтөд PCR-ийг гадны хэрэглээ шаарддаггүй шинэ бөгөөд олон талт хандлагыг харуулж байна. Үүнээс гадна, энэхүү судалгаанд ашигласан систем нь ургамлын эсийн ялгаварлан гадуурхалтын үндсэн үйл явцын талаарх бидний ойлголтыг сайжруулж, ашигтай ургамлын зүйлийн биотехнологийн сонголтыг сайжруулж магадгүй юм.
Доктор Икава өөрийн бүтээлийн боломжит хэрэглээг онцлон тэмдэглээд “Энэхүү систем нь PCR шаардлагагүйгээр трансген ургамлын эсийн эсийн ялгаварлан гадуурхалтыг өдөөх хэрэгслийг бий болгосноор ургамлын үржлийг сайжруулж чадна. Тиймээс трансген ургамлыг бүтээгдэхүүн болгон хүлээн авахаас өмнө нийгэм ургамлын үржлийг хурдасгаж, холбогдох үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах болно” гэж хэлэв.
Дэд профессор Томоко Игавагийн тухай Доктор Томоко Икава нь Японы Чиба Их Сургуулийн Молекулын Ургамлын Шинжлэх Ухааны Төвийн Цэцэрлэгжүүлэлтийн Дээд Сургууль, Сансрын Хөдөө Аж Ахуйн Судалгааны Төвийн туслах профессор юм. Түүний судалгааны сонирхолд ургамлын бэлгийн нөхөн үржихүй, хөгжил, ургамлын биотехнологи багтдаг. Түүний ажил нь янз бүрийн трансген системийг ашиглан бэлгийн нөхөн үржихүйн молекул механизм болон ургамлын эсийн ялгаран хөгжлийг ойлгоход чиглэгддэг. Тэрээр эдгээр чиглэлээр хэд хэдэн бүтээл туурвисан бөгөөд Японы Ургамлын Биотехнологийн Нийгэмлэг, Японы Ботаникийн Нийгэмлэг, Японы Ургамлын Үржлийн Нийгэмлэг, Японы Ургамлын Физиологичдын Нийгэмлэг, Ургамлын Бэлгийн Үржлийг Судлах Олон Улсын Нийгэмлэгийн гишүүн юм.
Гормоныг гадны хэрэглээгүйгээр трансген эсийн бие даасан ялгарал: эндоген генийн илэрхийлэл ба фитогормоны зан төлөв
Зохиогчид судалгааг ашиг сонирхлын зөрчил гэж үзэж болох ямар нэгэн арилжааны болон санхүүгийн харилцаа холбоо байхгүй үед явуулсан гэж мэдэгдэж байна.
Анхааруулга: AAAS болон EurekAlert нь EurekAlert дээр нийтлэгдсэн хэвлэлийн мэдээний үнэн зөв байдалд хариуцлага хүлээхгүй! Мэдээлэл өгсөн байгууллага эсвэл EurekAlert системээр дамжуулан мэдээллийг ашиглахыг хориглоно.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 8-р сарын 22