CRISPR, Vietnam tarımının önünü açıyor.

Gelişmiş gen düzenleme teknolojisinin, pirinç tanelerinde demir ve çinko içeriğini eş zamanlı olarak artırırken kadmiyum birikimini azaltmak için uygulanması, Vietnam pirinç endüstrisi için umut vadeden yeni bir yaklaşımın önünü açıyor.

Bağımsız analiz sonuçlarına göre, CRISPR/Cas9 teknolojisi kullanılarak modifiye edilen pirinç örneklerinde demir ve çinko birikiminde artış, kadmiyum alımında ise azalma gözlemlenmiştir.

Dr. Le Quynh Mai liderliğinde ve Vietnam Ulusal Üniversitesi (Hanoi) Fen Fakültesi'nin sponsorluğunda yürütülen "Biyoteknoloji kullanarak pirinç çeşitlerinin mikro besin maddeleri açısından iyileştirilmesi" araştırma projesi, pirinçteki mikro besin maddesi içeriğini iyileştirme ve sağlığa zararlı ağır metal birikimi riskini en aza indirme konusunda önemli sonuçlar elde etmiştir.

Beslenmedeki mikro besin eksiklikleri ve tarım ürünlerindeki kadmiyum kirliliğine ilişkin artan endişelerden yola çıkan araştırma ekibi, tahıllarda demir ve çinko birikimini eş zamanlı olarak artırmak, kadmiyum emilimini azaltmak ve bitki büyümesini sürdürmek için CRISPR/Cas9 gen düzenleme teknolojisini kullanan gelişmiş bir yaklaşım seçti. Projenin amacı, gen düzenleme yapıları tasarlamak, rejenerasyon süreçleri oluşturmak ve orijinal çeşide kıyasla demir ve çinko içeriği artırılmış ve kadmiyum içeriği en az %10 azaltılmış iyileştirilmiş pirinç çeşitleri oluşturmaktı.

Uygulama sürecinde, araştırma ekibi, metal taşıyıcı genler OsNRAMP2, OsNRAMP5 ve OsNRAMP7'yi hedefleyen dört CRISPR/Cas9 yapısını ve ayrıca pirinçte Fe, Zn ve Cd'nin taşınmasında ve birikiminde kritik rol oynayan OsYSL2 geninin ekspresyonunu düzenlemek için pCRISPRa vektörünü başarıyla tasarladı ve doğruladı. Genom düzenleme ve bitki rejenerasyon süreci, gen transfer verimliliği ve mutasyon etkinliği kriterlerini karşılayacak şekilde geliştirildi ve yüksek rejenerasyon potansiyeline sahip hedef çeşitlere uygulanmasına olanak sağladı. Bu teknik temelden yola çıkarak ekip, dört gen düzenlenmiş pirinç hattı oluşturdu: R7-33.47, R5-01.59, R5-04.28 ve R5-22.21; Kuzey Dağlık Bölgesi Tarım ve Ormancılık Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nde yapılan bağımsız analizler, tohumlardaki Fe ve Zn içeriğinin orijinal çeşide kıyasla en az %10 arttığını ve Cd içeriğinin en az %10 azaldığını doğruladı.

Araştırma ekibi, umut vadeden pirinç hatları oluşturmanın yanı sıra, Vietnam'daki çeşitli popüler pirinç çeşitlerinin Fe, Zn ve Cd içeriğini değerlendiren bir rapor ve pirinçte mikro besinle ilgili genleri düzenleme süreci de dahil olmak üzere kapsamlı bir dizi bilimsel ve teknolojik ürün geliştirdi. Özellikle, bu süreç %10'dan fazla rejenerasyon verimliliği (toplam kallus dokusu sayısına göre hesaplanmıştır), %20'den fazla gen transfer verimliliği (toplam rejenerasyon geçiren bitki sayısına göre hesaplanmıştır) ve %10'dan fazla hedef gen düzenleme verimliliği (transfer edilen geni taşıyan bitki sayısına göre hesaplanmıştır) elde etmiştir.

TBR225 transgenik pirinç hattı T0'ın moleküler özellikleri.

Araştırma ekibi, biri Plant Science dergisinde olmak üzere 5 uluslararası ve 4 yerel makale yayınladı; ayrıca daha ileri araştırmaları desteklemek amacıyla mineral bileşimi, gen ekspresyonu ve plazmid yapısı tasarımı analizine yönelik bir veri sistemi geliştirdi. Proje ayrıca eğitim hedeflerine de ulaştı; 3 yüksek lisans öğrencisi tezlerini başarıyla denetleyip savundu ve tarımda uygulamalı biyoteknoloji alanında yüksek nitelikli iş gücüne katkıda bulundu.

Pratik etki açısından, demir ve çinko içeriği artırılmış ve kadmiyum içeriği azaltılmış pirinç çeşitleri, Vietnam'daki çoğu hane için birincil enerji kaynağı olan pirinç açısından ulusal beslenme güvenliği için önemli faydalar sağlamaktadır. Tahıllarda kadmiyum birikiminin azalması, gıda güvenliğinin iyileştirilmesine katkıda bulunur ve uzun vadeli diyet maruziyeti riskini azaltır.

Ekonomik ve pazar perspektifinden bakıldığında, besin değeri artırılmış iyileştirilmiş pirinç çeşitleri, Vietnam pirincinin statüsünü yükseltmeye, ihracat pazarlarının katı kalite standartlarını karşılamaya ve yüksek katma değerli tarımın gelişim yönelimiyle uyumlu olmaya yardımcı olacaktır. Araştırma ekibi ayrıca, bir sonraki adımları çoklu bölge denemeleri yürütmek, büyüme ve verimi değerlendirmek, biyolojik güvenliği değerlendirmek ve enstitülerde, üniversitelerde ve bitki ıslah işletmelerinde ıslah çalışmaları için materyal transferi olarak belirlemiştir.

Bu projenin başarısı, genom düzenleme teknolojisinin Vietnam tarımındaki büyük potansiyelini ortaya koyarak, mikro besin açısından zenginleştirilmiş, daha güvenli ve daha yüksek değerli pirinç çeşitlerinin geliştirilmesi için sağlam bir bilimsel temel oluşturmaktadır. Artan beslenme ihtiyaçları ve pirinç kalitesi gereksinimleri bağlamında, bu başarılar sadece araştırma açısından önem taşımakla kalmayıp, yaygın uygulama olanakları da sunarak modern, sürdürülebilir ve bilgiye dayalı bir tarım sektörünün geliştirilmesine katkıda bulunmaktadır.

Han Minh

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