CRISPR maakt de weg vrij voor de Vietnamese landbouw.

Onafhankelijke analyses toonden aan dat rijstmonsters die met CRISPR/Cas9-technologie waren gemodificeerd, een verhoogde accumulatie van ijzer en zink vertoonden en een verlaagde opname van cadmium.

Het onderzoeksproject "Verbetering van rijstvariëteiten op het gebied van micronutriënten met behulp van biotechnologie", onder leiding van dr. Le Quynh Mai en gesponsord door de Faculteit der Wetenschappen (Vietnam National University, Hanoi), heeft aanzienlijke resultaten geboekt in het verbeteren van het micronutriëntengehalte van rijst en het minimaliseren van het risico op ophoping van zware metalen die schadelijk zijn voor de gezondheid.

Gedreven door het probleem van micronutriëntentekorten in de voeding en de toenemende bezorgdheid over cadmiumverontreiniging in landbouwproducten , koos het onderzoeksteam voor een geavanceerde aanpak met behulp van CRISPR/Cas9-genbewerkingstechnologie om tegelijkertijd de accumulatie van ijzer en zink in granen te verhogen, de cadmiumopname te verminderen en de plantengroei te behouden. Het project had als doel genbewerkingsstructuren te ontwerpen, regeneratieprocessen op te zetten en verbeterde rijstlijnen te creëren met een verhoogd ijzer- en zinkgehalte en een minimale verlaging van het cadmiumgehalte met 10% ten opzichte van de oorspronkelijke variëteit.

Tijdens het implementatieproces heeft het onderzoeksteam met succes vier CRISPR/Cas9-constructen ontworpen en gevalideerd die gericht zijn op de metaaltransportgenen OsNRAMP2, OsNRAMP5 en OsNRAMP7, evenals de pCRISPRa-vector om de expressie van OsYSL2 te reguleren – genen die een cruciale rol spelen bij het transport en de accumulatie van ijzer, zink en cadmium in rijst. Het proces van genbewerking en plantenregeneratie werd ontwikkeld om te voldoen aan de criteria voor genoverdrachtsefficiëntie en mutatie-effectiviteit, waardoor toepassing mogelijk is op rassen met een hoog regeneratiepotentieel. Op basis van deze technische basis creëerde het team vier genetisch gemodificeerde rijstlijnen: R7-33.47, R5-01.59, R5-04.28 en R5-22.21. Onafhankelijke analyses aan het Northern Mountainous Region Institute of Agricultural and Forestry Science and Technology bevestigden dat het ijzer- en zinkgehalte in de zaden met minstens 10% was toegenomen en het cadmiumgehalte met minstens 10% was afgenomen in vergelijking met het oorspronkelijke ras.

Naast het succesvol ontwikkelen van veelbelovende rijstlijnen, heeft het onderzoeksteam ook een uitgebreide reeks wetenschappelijke en technologische producten opgeleverd, waaronder: een rapport waarin het ijzer-, zink- en cadmiumgehalte van verschillende populaire rijstvariëteiten in Vietnam wordt geëvalueerd; en een proces voor het bewerken van genen die verband houden met micronutriënten in rijst. Concreet behaalde dit proces een regeneratie-efficiëntie van >10% (berekend op basis van het totale aantal callusweefsels), een genoverdrachtsefficiëntie van >20% (berekend op basis van het totale aantal geregenereerde planten) en een efficiëntie voor het bewerken van het doelgen van >10% (berekend op basis van het totale aantal planten dat het overgedragen gen draagt).

Moleculaire kenmerken van de TBR225 transgene rijstlijn T0.

Het onderzoeksteam publiceerde 5 internationale artikelen, waaronder één in Plant Science, en 4 nationale artikelen. Daarnaast ontwikkelden ze een datasysteem voor het analyseren van mineraalsamenstelling, genexpressie en plasmide-structuurontwerp ter ondersteuning van verder onderzoek. Het project behaalde tevens zijn opleidingsdoelstellingen: 3 masterstudenten werden succesvol begeleid en verdedigd, waarmee ze bijdroegen aan de hoogwaardige beroepsbevolking op het gebied van toegepaste biotechnologie in de landbouw.

Wat de praktische impact betreft, beloven rijstvariëteiten met een verhoogd ijzer- en zinkgehalte en een verlaagd cadmiumgehalte aanzienlijke voordelen voor de nationale voedselzekerheid, aangezien rijst de belangrijkste energiebron is voor de meeste Vietnamese huishoudens. Een verminderde ophoping van cadmium in de rijstkorrels draagt bij aan een betere voedselveiligheid en verlaagt het risico op langdurige blootstelling via de voeding.

Vanuit economisch en marktperspectief zullen verbeterde rijstvariëteiten met een hogere voedingswaarde de status van Vietnamese rijst verhogen, voldoen aan de strenge kwaliteitsnormen van exportmarkten en aansluiten bij de ontwikkelingsrichting van hoogwaardige landbouw. Het onderzoeksteam heeft tevens de volgende stappen vastgesteld: het uitvoeren van proeven op meerdere locaties, het evalueren van groei en opbrengst, het beoordelen van de bioveiligheid en het overdragen van materiaal voor veredelingswerk aan instituten, universiteiten en plantenveredelingsbedrijven.

Het succes van dit project toont het grote potentieel aan van genoomeditietechnologie in de Vietnamese landbouw. Het creëert een solide wetenschappelijke basis voor de ontwikkeling van rijstvariëteiten met een verhoogd gehalte aan micronutriënten, die veiliger zijn en een hogere waarde hebben. In de context van toenemende voedingsbehoeften en kwaliteitseisen voor rijst, zijn deze resultaten niet alleen van belang voor onderzoek, maar bieden ze ook perspectieven voor een brede toepassing en dragen ze bij aan de ontwikkeling van een moderne, duurzame en kennisgedreven landbouwsector.

Han Minh

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

Reactie (0)