ベトナム国家大学ハノイ校理学部が後援し、レ・クイン・マイ博士が主導する「バイオテクノロジーを用いた米の品種の微量栄養素に関する改良」研究プロジェクトは、米の微量栄養素含有量の向上と、健康に有害な重金属蓄積のリスクの最小化において大きな成果を達成した。
食生活における微量栄養素欠乏の問題と農産物へのカドミウム汚染への懸念の高まりを受け、研究チームはCRISPR/Cas9遺伝子編集技術を用いた先進的なアプローチを選択し、穀物における鉄と亜鉛の蓄積を増加させ、カドミウムの吸収を抑制し、植物の成長を維持することを同時に実現しました。本プロジェクトの目的は、遺伝子編集構造を設計し、再生プロセスを確立し、鉄と亜鉛の含有量を増加させ、元の品種と比較してカドミウムを少なくとも10%削減した改良イネ系統を作出することでした。
実施過程で、研究チームは、イネにおける鉄、亜鉛、カドミウムの輸送と蓄積に重要な役割を果たす金属輸送遺伝子OsNRAMP2、OsNRAMP5、OsNRAMP7を標的とする4つのCRISPR/Cas9コンストラクトと、イネにおける鉄、亜鉛、カドミウムの輸送と蓄積に重要な役割を果たす遺伝子OsYSL2の発現を制御するpCRISPRaベクターの設計と検証に成功した。ゲノム編集と植物再生のプロセスは、遺伝子導入効率と変異有効性の基準を満たすように開発され、高い再生能力を持つ対象品種に適用できるようになった。この技術基盤から、研究チームはR7-33.47、R5-01.59、R5-04.28、R5-22.21の4つの遺伝子編集イネ系統を作成した。北部山岳地帯農林科学技術研究所での独立分析により、元の品種と比較して種子の鉄と亜鉛の含有量が少なくとも10％増加し、カドミウムの含有量が少なくとも10％減少したことが確認された。
研究チームは、有望なイネ系統の創出に成功しただけでなく、ベトナムで人気の高い複数のイネ品種における鉄、亜鉛、カドミウム含有量の評価報告書や、イネの微量栄養素関連遺伝子の編集プロセスなど、包括的な科学技術成果も完成させました。具体的には、再生効率10%以上（カルス組織の総数に基づく算出）、遺伝子導入効率20%以上（再生植物の総数に基づく算出）、そして目標とする遺伝子編集効率10%以上（導入遺伝子を有する植物の総数に基づく算出）を達成しました。
研究チームは、Plant Science誌掲載論文を含む5本の国際論文と4本の国内論文を発表し、さらに、ミネラル組成、遺伝子発現、プラスミド構造設計を解析するためのデータシステムを構築し、更なる研究を支援しました。また、本プロジェクトは研修目標も達成し、修士課程の学生3名が指導を受け、論文審査に合格しました。これは、農業応用バイオテクノロジー分野における質の高い人材育成に貢献するものです。
実用的な影響という点では、鉄と亜鉛を増加し、カドミウムを削減した米品種は、ベトナムのほとんどの世帯にとって米が主要なエネルギー源であるため、国家の栄養安全保障に大きな利益をもたらすことが期待されます。米粒中のカドミウム蓄積の減少は、食品の安全性の向上に寄与し、長期的な食事による曝露リスクの低減につながります。
経済および市場の観点から見ると、栄養価を高めた改良米品種は、ベトナム米の地位向上、輸出市場の厳格な品質基準の達成、そして高付加価値農業の発展方向への適合に貢献するでしょう。研究チームはまた、多地点試験の実施、生育と収量の評価、バイオセーフティの評価、そして研究所、大学、植物育種企業における育種研究のための材料の移転を今後のステップとして挙げました。
このプロジェクトの成功は、ベトナム農業におけるゲノム編集技術の大きな可能性を示しており、微量栄養素を強化し、より安全で価値の高いイネ品種の開発に向けた確固たる科学的基盤を構築するものです。栄養ニーズと米の品質要求が高まる中で、これらの成果は研究的意義を持つだけでなく、広範な応用への展望を開き、近代的で持続可能な知識に基づく農業セクターの発展に貢献します。
出典: https://daidoanket.vn/crispr-mo-duong-cho-nong-nghiep-viet-nam.html
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