CRISPR otevírá cestu vietnamskému zemědělství.

Vzorky rýže modifikované technologií CRISPR/Cas9 vykazovaly podle výsledků nezávislé analýzy zvýšenou akumulaci železa a zinku a snížený příjem kadmia.

Výzkumný projekt „Zlepšení odrůd rýže z hlediska mikroživin s využitím biotechnologií“, vedený Dr. Le Quynh Mai a sponzorovaný Přírodovědeckou fakultou (Vietnamské národní univerzity v Hanoji), dosáhl významných výsledků ve zlepšení obsahu mikroživin v rýži a minimalizaci rizika akumulace těžkých kovů, které jsou škodlivé pro zdraví.

Vzhledem k problému nedostatku mikroživin ve stravě a rostoucím obavám z kontaminace zemědělských produktů kadmiem zvolil výzkumný tým pokročilý přístup využívající technologii genové editace CRISPR/Cas9, aby současně zvýšil akumulaci železa a zinku v zrnech, snížil absorpci kadmia a udržel růst rostlin. Cílem projektu bylo navrhnout struktury genové editace, zavést regenerační procesy a vytvořit vylepšené linie rýže se zvýšeným obsahem Fe a Zn a minimálně 10% snížením Cd ve srovnání s původní odrůdou.

Během implementačního procesu výzkumný tým úspěšně navrhl a validoval čtyři konstrukty CRISPR/Cas9 cílené na geny pro transport kovů OsNRAMP2, OsNRAMP5 a OsNRAMP7, a také vektor pCRISPRa pro regulaci exprese OsYSL2 – genů, které hrají klíčovou roli v transportu a akumulaci Fe, Zn a Cd v rýži. Proces editace genomu a regenerace rostlin byl vyvinut tak, aby splňoval kritéria pro účinnost přenosu genů a účinnost mutací, což umožňuje aplikaci na cílové odrůdy s vysokým regeneračním potenciálem. Na tomto technickém základě tým vytvořil čtyři genově upravené linie rýže: R7-33.47, R5-01.59, R5-04.28 a R5-22.21. Nezávislé analýzy v Institutu zemědělské a lesnické vědy a technologie Severního horského regionu potvrdily, že obsah Fe a Zn v semenech se zvýšil nejméně o 10 % a obsah Cd se snížil nejméně o 10 % ve srovnání s původní odrůdou.

Kromě úspěšného vytvoření slibných linií rýže výzkumný tým také dokončil komplexní sadu vědeckých a technologických produktů, včetně: zprávy hodnotící obsah Fe, Zn a Cd v několika populárních odrůdách rýže ve Vietnamu; a procesu editace genů souvisejících s mikroživinami v rýži. Konkrétně proces dosáhl účinnosti regenerace > 10 % (vypočteno na základě celkového počtu kalusových tkání), účinnosti přenosu genů > 20 % (vypočteno na základě celkového počtu regenerovaných rostlin) a účinnosti editace cílového genu > 10 % (vypočteno na základě celkového počtu rostlin nesoucích přenesený gen).

Molekulární charakteristiky transgenní linie rýže TBR225 T0.

Výzkumný tým publikoval 5 mezinárodních článků, včetně jednoho v časopise Plant Science, a 4 domácí články; také vytvořil datový systém pro analýzu minerálního složení, genové exprese a návrhu struktury plazmidů na podporu dalšího výzkumu. Projekt také splnil své vzdělávací cíle, přičemž 3 studenti magisterského studia úspěšně vedli a obhájili své diplomové práce, čímž přispěli k vysoce kvalitní pracovní síle v oblasti aplikované biotechnologie v zemědělství.

Z hlediska praktického dopadu slibují odrůdy rýže se zvýšeným obsahem Fe a Zn a sníženým obsahem Cd významné přínosy pro národní nutriční bezpečnost, jelikož rýže je primárním zdrojem energie pro většinu vietnamských domácností. Snížená akumulace kadmia v zrnech přispívá ke zlepšení bezpečnosti potravin a snižuje riziko dlouhodobé expozice v potravě.

Z ekonomického a tržního hlediska pomohou vylepšené odrůdy rýže se zvýšenou nutriční hodnotou zvýšit status vietnamské rýže, splnit přísné standardy kvality exportních trhů a sladit se s rozvojovou orientací vysoce hodnotného zemědělství. Výzkumný tým také identifikoval další kroky, jako je provádění pokusů na více místech, hodnocení růstu a výnosu, posouzení biologické bezpečnosti a transfer materiálů pro šlechtitelskou práci v ústavech, na univerzitách a v podnicích zabývajících se šlechtěním rostlin.

Úspěch tohoto projektu demonstruje velký potenciál technologie editace genomu ve vietnamském zemědělství a vytváří solidní vědecký základ pro vývoj odrůd rýže s vyšším obsahem mikroživin, které jsou bezpečnější a hodnotnější. V kontextu rostoucích nutričních potřeb a požadavků na kvalitu rýže mají tyto úspěchy nejen výzkumný význam, ale také otevírají možnosti pro široké uplatnění a přispívají k rozvoji moderního, udržitelného a na znalostech založeného zemědělského sektoru.

Han Minh

Zdroj: https://daidoanket.vn/crispr-mo-duong-cho-nong-nghiep-viet-nam.html

Komentář (0)