Технология CRISPR открывает путь для развития сельского хозяйства Вьетнама.

Применение передовых технологий редактирования генов для одновременного увеличения содержания железа и цинка и снижения накопления кадмия в зернах риса открывает многообещающие новые возможности для рисовой промышленности Вьетнама.

Согласно результатам независимого анализа, образцы риса, модифицированные с использованием технологии CRISPR/Cas9, показали повышенное накопление железа и цинка и снижение поглощения кадмия.

Исследовательский проект «Улучшение сортов риса по содержанию микроэлементов с помощью биотехнологий», возглавляемый доктором Ле Куинь Май и спонсируемый факультетом естественных наук (Вьетнамский национальный университет, Ханой), достиг значительных результатов в повышении содержания микроэлементов в рисе и минимизации риска накопления тяжелых металлов, вредных для здоровья.

В связи с проблемой дефицита микроэлементов в рационе питания и растущей обеспокоенностью по поводу загрязнения сельскохозяйственной продукции кадмием, исследовательская группа выбрала передовой подход с использованием технологии редактирования генов CRISPR/Cas9 для одновременного увеличения накопления железа и цинка в зерне, снижения поглощения кадмия и поддержания роста растений. Целью проекта было разработать структуры для редактирования генов, создать процессы регенерации и улучшенные линии риса с повышенным содержанием Fe и Zn и как минимум 10%-ным снижением содержания Cd по сравнению с исходным сортом.

В процессе реализации исследовательская группа успешно разработала и валидировала четыре конструкции CRISPR/Cas9, нацеленные на гены переносчиков металлов OsNRAMP2, OsNRAMP5 и OsNRAMP7, а также вектор pCRISPRa для регулирования экспрессии OsYSL2 — генов, играющих решающую роль в транспорте и накоплении Fe, Zn и Cd в рисе. Процесс редактирования генома и регенерации растений был разработан с учетом критериев эффективности переноса генов и эффективности мутаций, что позволяет применять его к целевым сортам с высоким регенерационным потенциалом. На основе этой технической базы команда создала четыре линии генетически отредактированного риса: R7-33.47, R5-01.59, R5-04.28 и R5-22.21; независимые анализы в Институте сельскохозяйственных и лесных наук и технологий Северного горного региона подтвердили, что содержание Fe и Zn в семенах увеличилось как минимум на 10%, а содержание Cd уменьшилось как минимум на 10% по сравнению с исходным сортом.

Помимо успешного создания перспективных линий риса, исследовательская группа также подготовила комплексный набор научно-технических продуктов, включая: отчет об оценке содержания Fe, Zn и Cd в нескольких популярных сортах риса во Вьетнаме; и процесс редактирования генов, связанных с микроэлементами, в рисе. В частности, этот процесс достиг эффективности регенерации >10% (рассчитанной на основе общего количества каллусных тканей), эффективности переноса генов >20% (рассчитанной на основе общего количества регенерированных растений) и эффективности редактирования целевого гена >10% (рассчитанной на основе общего количества растений, несущих перенесенный ген).

Молекулярные характеристики трансгенной линии риса TBR225 T0.

Исследовательская группа опубликовала 5 международных статей, в том числе одну в журнале Plant Science, и 4 статьи в отечественных изданиях; они также разработали систему данных для анализа минерального состава, экспрессии генов и проектирования структуры плазмид для поддержки дальнейших исследований. Проект также достиг своих целей в области подготовки кадров: 3 магистранта успешно защитили свои диссертации, внеся вклад в формирование высококвалифицированных кадров в области прикладной биотехнологии в сельском хозяйстве.

С точки зрения практического применения, сорта риса с повышенным содержанием железа и цинка и пониженным содержанием кадмия обещают значительные преимущества для национальной продовольственной безопасности, поскольку рис является основным источником энергии для большинства вьетнамских домохозяйств. Снижение накопления кадмия в зерне способствует повышению безопасности пищевых продуктов и снижает риск длительного воздействия кадмия на организм человека при употреблении пищи.

С экономической и рыночной точки зрения, улучшенные сорта риса с повышенной питательной ценностью помогут повысить статус вьетнамского риса, соответствовать строгим стандартам качества экспортных рынков и отвечать направлению развития высокодоходного сельского хозяйства. Исследовательская группа также определила следующие шаги: проведение многоцентровых испытаний, оценка роста и урожайности, оценка биобезопасности и передача материалов для селекционной работы в институты, университеты и предприятия по селекции растений.

Успех этого проекта демонстрирует огромный потенциал технологии редактирования генома во вьетнамском сельском хозяйстве, создавая прочную научную основу для разработки сортов риса с улучшенными микроэлементными свойствами, более безопасных и ценных. В условиях растущих потребностей в питательных веществах и требований к качеству риса эти достижения имеют не только научное значение, но и открывают перспективы для широкого применения, способствуя развитию современного, устойчивого и основанного на знаниях сельскохозяйственного сектора.

Хан Минь

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