کریسپر راه را برای کشاورزی ویتنام هموار می‌کند.

استفاده از فناوری پیشرفته ویرایش ژن برای افزایش همزمان محتوای آهن و روی و در عین حال کاهش تجمع کادمیوم در دانه‌های برنج، رویکرد جدید و امیدوارکننده‌ای را برای صنعت برنج ویتنام ایجاد می‌کند.

بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل مستقل، نمونه‌های برنج اصلاح‌شده با استفاده از فناوری CRISPR/Cas9 افزایش تجمع آهن و روی و کاهش جذب کادمیوم را نشان دادند.

پروژه تحقیقاتی «بهبود انواع برنج از نظر ریزمغذی‌ها با استفاده از بیوتکنولوژی»، به رهبری دکتر لو کویین مای و با حمایت دانشکده علوم (دانشگاه ملی ویتنام، هانوی)، به نتایج قابل توجهی در بهبود محتوای ریزمغذی‌ها در برنج و به حداقل رساندن خطر تجمع فلزات سنگین مضر برای سلامتی دست یافته است.

با توجه به مشکل کمبود ریزمغذی‌ها در رژیم‌های غذایی و نگرانی‌های فزاینده در مورد آلودگی کادمیوم در محصولات کشاورزی ، تیم تحقیقاتی رویکرد پیشرفته‌ای را با استفاده از فناوری ویرایش ژن CRISPR/Cas9 برای افزایش همزمان تجمع آهن و روی در غلات، کاهش جذب کادمیوم و حفظ رشد گیاه انتخاب کرد. هدف این پروژه طراحی ساختارهای ویرایش ژن، ایجاد فرآیندهای باززایی و ایجاد لاین‌های برنج بهبود یافته با محتوای آهن و روی افزایش یافته و حداقل 10٪ کاهش کادمیوم در مقایسه با رقم اصلی بود.

در طول فرآیند اجرا، تیم تحقیقاتی با موفقیت چهار ساختار CRISPR/Cas9 را که ژن‌های ناقل فلز OsNRAMP2، OsNRAMP5 و OsNRAMP7 و همچنین ناقل pCRISPRa را برای تنظیم بیان OsYSL2 - ژن‌هایی که نقش حیاتی در انتقال و تجمع آهن، روی و کادمیوم در برنج دارند - طراحی و اعتبارسنجی کرد. فرآیند ویرایش ژنوم و باززایی گیاه به گونه‌ای توسعه داده شد که معیارهای کارایی انتقال ژن و اثربخشی جهش را برآورده کند و امکان استفاده از آن را برای گونه‌های هدف با پتانسیل باززایی بالا فراهم کند. با استفاده از این پایه فنی، تیم چهار لاین برنج ویرایش ژنی شده ایجاد کرد: R7-33.47، R5-01.59، R5-04.28 و R5-22.21؛ تجزیه و تحلیل‌های مستقل در موسسه علوم و فناوری کشاورزی و جنگلداری منطقه کوهستانی شمالی تأیید کرد که محتوای آهن و روی در دانه‌ها حداقل 10٪ افزایش یافته و محتوای کادمیوم حداقل 10٪ در مقایسه با گونه اصلی کاهش یافته است.

تیم تحقیقاتی علاوه بر ایجاد موفقیت‌آمیز لاین‌های برنج امیدبخش، مجموعه‌ای جامع از محصولات علمی و فناوری را نیز تکمیل کرد، از جمله: گزارشی در مورد ارزیابی محتوای آهن، روی و کادمیوم چندین گونه محبوب برنج در ویتنام؛ و فرآیندی برای ویرایش ژن‌های مرتبط با ریزمغذی‌ها در برنج. به طور خاص، این فرآیند به راندمان باززایی بیش از 10٪ (محاسبه شده بر اساس تعداد کل بافت‌های کالوس)، راندمان انتقال ژن بیش از 20٪ (محاسبه شده بر اساس تعداد کل گیاهان باززایی شده) و راندمان ویرایش ژن هدف بیش از 10٪ (محاسبه شده بر اساس تعداد کل گیاهان حامل ژن منتقل شده) دست یافت.

ویژگی‌های مولکولی لاین برنج تراریخته TBR225 با نام علمی T0.

تیم تحقیقاتی ۵ مقاله بین‌المللی، از جمله یکی در علوم گیاهی، و ۴ مقاله داخلی منتشر کرد؛ آنها همچنین یک سیستم داده برای تجزیه و تحلیل ترکیب مواد معدنی، بیان ژن و طراحی ساختار پلاسمید برای پشتیبانی از تحقیقات بیشتر ایجاد کردند. این پروژه همچنین به اهداف آموزشی خود دست یافت، به طوری که ۳ دانشجوی کارشناسی ارشد با موفقیت پایان‌نامه‌های خود را نظارت و از آنها دفاع کردند و به نیروی کار باکیفیت در زمینه بیوتکنولوژی کاربردی در کشاورزی کمک کردند.

از نظر تأثیر عملی، گونه‌های برنج با آهن و روی افزایش یافته و کادمیوم کاهش یافته، مزایای قابل توجهی را برای امنیت غذایی ملی نوید می‌دهند، زیرا برنج منبع اصلی انرژی برای اکثر خانوارهای ویتنامی است. کاهش تجمع کادمیوم در دانه‌ها به بهبود ایمنی مواد غذایی کمک می‌کند و خطر قرار گرفتن در معرض آن را در درازمدت از طریق رژیم غذایی کاهش می‌دهد.

از منظر اقتصادی و بازار، گونه‌های اصلاح‌شده برنج با ارزش غذایی بالاتر به ارتقای جایگاه برنج ویتنامی، برآورده کردن استانداردهای سختگیرانه کیفیت بازارهای صادراتی و همسو شدن با جهت‌گیری توسعه کشاورزی با ارزش بالا کمک خواهند کرد. تیم تحقیقاتی همچنین مراحل بعدی را انجام آزمایش‌های چند مکانی، ارزیابی رشد و عملکرد، ارزیابی ایمنی زیستی و انتقال مواد برای کارهای اصلاحی در مؤسسات، دانشگاه‌ها و شرکت‌های اصلاح نباتات تعیین کرد.

موفقیت این پروژه، پتانسیل بالای فناوری ویرایش ژنوم در کشاورزی ویتنام را نشان می‌دهد و پایه علمی محکمی برای توسعه گونه‌های برنج غنی‌شده با ریزمغذی‌ها، ایمن‌تر و با ارزش‌تر ایجاد می‌کند. در زمینه افزایش نیازهای تغذیه‌ای و الزامات کیفیت برنج، این دستاوردها نه تنها اهمیت تحقیقاتی دارند، بلکه چشم‌اندازهایی را برای کاربرد گسترده باز می‌کنند و به توسعه یک بخش کشاورزی مدرن، پایدار و دانش‌محور کمک می‌کنند.

هان مین

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