CRISPR baner vei for vietnamesisk landbruk.

Bruken av avansert genredigeringsteknologi for samtidig å øke jern- og sinkinnholdet og redusere kadmiumopphopning i riskorn åpner for en lovende ny tilnærming for Vietnams risindustri.

Risprøver modifisert med CRISPR/Cas9-teknologi viste økt jern- og sinkakkumulering og redusert kadmiumopptak, ifølge resultater fra uavhengige analyser.

Forskningsprosjektet «Forbedring av rissorter med tanke på mikronæringsstoffer ved hjelp av bioteknologi», ledet av Dr. Le Quynh Mai og sponset av Det naturvitenskapelige fakultet (Vietnam National University, Hanoi), har oppnådd betydelige resultater i å forbedre mikronæringsstoffinnholdet i ris og minimere risikoen for helseskadelig opphopning av tungmetaller.

Drevet av problemet med mikronæringsstoffmangel i kostholdet og den økende bekymringen for kadmiumforurensning i landbruksprodukter , valgte forskerteamet en avansert tilnærming ved bruk av CRISPR/Cas9-genredigeringsteknologi for samtidig å øke jern- og sinkakkumuleringen i korn, redusere kadmiumopptaket og opprettholde planteveksten. Prosjektets mål var å designe genredigeringsstrukturer, etablere regenereringsprosesser og skape forbedrede rislinjer med økt Fe- og Zn-innhold og en reduksjon på minst 10 % i Cd sammenlignet med den opprinnelige sorten.

Under implementeringsprosessen designet og validerte forskerteamet fire CRISPR/Cas9-konstruksjoner rettet mot metalltransportergenene OsNRAMP2, OsNRAMP5 og OsNRAMP7, samt pCRISPRa-vektoren for å regulere uttrykket av OsYSL2 – gener som spiller en avgjørende rolle i transport og akkumulering av Fe, Zn og Cd i ris. Genomredigerings- og planteregenereringsprosessen ble utviklet for å oppfylle kriteriene for genoverføringseffektivitet og mutasjonseffektivitet, slik at den kan brukes på målrettede varianter med høyt regenereringspotensial. Fra dette tekniske grunnlaget skapte teamet fire genredigerte rislinjer: R7-33.47, R5-01.59, R5-04.28 og R5-22.21. Uavhengige analyser ved Northern Mountainous Region Institute of Agricultural and Forestry Science and Technology bekreftet at Fe- og Zn-innholdet i frøene økte med minst 10 % og Cd-innholdet minket med minst 10 % sammenlignet med den opprinnelige varianten.

I tillegg til å ha lykkes med å lage lovende rislinjer, fullførte forskerteamet også et omfattende sett med vitenskapelige og teknologiske produkter, inkludert: en rapport som evaluerer Fe-, Zn- og Cd-innholdet i flere populære rissorter i Vietnam; og en prosess for redigering av mikronæringsstoffrelaterte gener i ris. Mer spesifikt oppnådde prosessen en regenereringseffektivitet på >10 % (beregnet basert på det totale antallet kallusvev), en genoverføringseffektivitet på >20 % (beregnet basert på det totale antallet regenererte planter) og en målgenredigeringseffektivitet på >10 % (beregnet basert på det totale antallet planter som bærer det overførte genet).

Molekylære egenskaper ved den transgene rislinjen TBR225 T0.

Forskningsteamet publiserte fem internasjonale artikler, inkludert én innen plantevitenskap, og fire innenlandske artikler. De bygde også et datasystem for å analysere mineralsammensetning, genuttrykk og plasmidstrukturdesign for å støtte videre forskning. Prosjektet oppnådde også sine opplæringsmål, med tre masterstudenter som veiledet og forsvarte avhandlingene sine, noe som bidro til den høykvalifiserte arbeidsstyrken innen anvendt bioteknologi i landbruket.

Når det gjelder praktisk effekt, lover rissorter med økt Fe og Zn og redusert Cd betydelige fordeler for nasjonal ernæringssikkerhet, ettersom ris er den primære energikilden for de fleste vietnamesiske husholdninger. Redusert kadmiumopphopning i korn bidrar til forbedret mattrygghet og reduserer risikoen for langvarig eksponering gjennom kosten.

Fra et økonomisk og markedsmessig perspektiv vil forbedrede rissorter med forbedret ernæring bidra til å heve statusen til vietnamesisk ris, oppfylle de strenge kvalitetsstandardene i eksportmarkedene og være i tråd med utviklingsorienteringen for høyverdig landbruk. Forskningsteamet identifiserte også de neste trinnene som å gjennomføre flerstedsforsøk, evaluere vekst og avling, vurdere biosikkerhet og overføre materialer for avlsarbeid ved institutter, universiteter og planteforedlingsbedrifter.

Suksessen med dette prosjektet demonstrerer det store potensialet som genomredigeringsteknologi har i vietnamesisk landbruk, og skaper et solid vitenskapelig grunnlag for å utvikle mikronæringsstoffforsterkede, tryggere og mer verdifulle rissorter. I sammenheng med økende ernæringsbehov og krav til riskvalitet har disse prestasjonene ikke bare forskningsmessig betydning, men åpner også for muligheter for bred anvendelse, og bidrar til utviklingen av en moderne, bærekraftig og kunnskapsbasert landbrukssektor.

Han Minh

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