گیاهان بدون استرس = استرس کمتر برای تولیدکنندگان و خرده فروشان. دو پروژه تحقیقاتی با بودجه AFE از دانشمندان دانشگاه جورجیا در حال حاضر در حال انجام است که راه‌های جدیدی را برای شناسایی و کاهش تنش گیاهی از فشارهای غیرزیستی و بیماری‌ها قبل از وقوع بررسی می‌کنند.
در اینجا چیزی است که محققان پس از این یک سال مالی گذشته می گویند:
تصویربرداری فلورسانس: روشی کم هزینه برای تشخیص زودهنگام استرس
مارک ون ایرسل، UGA
هدف، واقعگرایانه: یک رویکرد جدید برای تشخیص تنش گیاهی قبل از ظهور علائم قابل مشاهده ایجاد و آزمایش کنید.
به روز رسانی از سال 1
تولیدکنندگان گلخانه و نهالستان با طیف وسیعی از تنش‌های غیرزیستی (باروری، دما، کمبود آب و غیره) و تنش‌های زیستی (پاتوژن‌ها، حشرات) مواجه هستند که می‌تواند بر تولید محصول تأثیر منفی بگذارد. تشخیص زودهنگام این تنش ها برای کاهش اثرات منفی بر محصول مهم است. چنین تشخیصی معمولاً به بازرسی بصری محصولات توسط یک پرورش دهنده با تجربه بستگی دارد. با این حال، استرس تنها پس از مشاهده علائم قابل تشخیص است. تشخیص زودهنگام مشکلات احتمالی سودمند خواهد بود: هر چه زودتر بتوان به مشکل تولید رسیدگی کرد، تأثیر آن کمتر خواهد بود.
تحقیق ما از یک سیستم تصویربرداری چند طیفی برای تعیین شدت فلورسانس کلروفیل (CFI) استفاده می کند. همه موجودات فتوسنتزی حاوی کلروفیل هستند که فلورسانس می کنند. معنی آن این است که بخش کوچکی از نوری که توسط گیاهان جذب می شود دوباره به صورت نور قرمز و قرمز دور منتشر می شود. بله، گیاهان به معنای واقعی کلمه می درخشند. ما نمی توانیم آن را ببینیم زیرا فلورسانس بسیار ضعیف است (فقط 1 تا 2 درصد نوری که به گیاه می رسد)، اما عکاسی از آن آسان است. ما گیاهان را با استفاده از LED های آبی روشن می کنیم و سپس از طریق فیلتری عکس می گیریم که فقط نور قرمز و قرمز دور از لنز به حسگر تصویر عبور می کند – نتیجه: تصویری از نور تولید شده توسط گیاه. ما همچنین از گیاهان در زیر نور قرمز و مادون قرمز عکس می گیریم و از این تصاویر برای محاسبه شاخص گیاهی تفاوت نرمال شده (NDVI، شاخص مشترک بنیه یا سبزی گیاه) استفاده می کنیم. ما دریافتیم که کود بالاتر منجر به مقادیر CFI و NDVI بالاتر و همچنین مقادیر یکنواخت تر NDVI در کل تاج پوشش می شود.
سیستم تصویربرداری همچنین پتانسیل تشخیص تنش دما را نشان می دهد. تصاویر CFI از میزبان در معرض 23 درجه فارنهایت نشان داد که آسیب سرما باعث ایجاد فلورسانس بسیار روشن می شود که به راحتی قابل مشاهده است.
تصویر فلورسانس کلروفیل از دو گیاه میزبان پس از قرار گرفتن در دمای 23 درجه فارنهایت. برگ فلورسنت روشن، که دایره ای به رنگ قرمز دارد، تنها برگی بود که آسیب جدی دید.
در سال آینده، ما قصد داریم داده‌های تصویربرداری را با داده‌های تجزیه و تحلیل سنتی مواد مغذی گیاهی مرتبط کنیم، CFI را به عنوان راهی برای بررسی تنش گرما و سرما و توسعه یک سیستم تصویربرداری چند طیفی/CFI منبع باز بهبودیافته که می‌تواند توسط غیرمستقیم مونتاژ شود را بررسی کنیم. متخصصان با قیمت کمتر از 500 دلار، با دستورالعمل های دقیق برای مونتاژ سخت افزار و نرم افزار رایگان در دسترس.
به وب سایت و وبلاگ تحقیق مراجعه کنید.
گزارش کامل ادامه بودجه را بخوانید.
استفاده از CRISPR برای ایجاد مقاومت در برابر سفیدک پودری در ژربرا
دیتون وایلد، UGA
هدف، واقعگرایانه: ناک اوت ژربرا دیزی MLO با واسطه CRISPR برای مقاومت در برابر سفیدک پودری.
به روز رسانی از سال 2
این پروژه به بررسی استفاده از ویرایش ژن برای بهبود محصولات گل می پردازد. تحقیقات ما با توسعه روش‌های ویرایش ژن برای بهبود محصولات گل به صنعت کمک خواهد کرد. توانایی ایجاد مقاومت در برابر بیماری از طریق فناوری CRISPR در ارقام ژربرا در بازار مورد بررسی قرار می گیرد که یک ژنوتیپ مدل نیست. این امر تحقیق را پیچیده کرد، اما نتایج باید بیشتر مربوط به اجرای این فناوری توسط صنعت گل‌کاری در سایر گونه‌های گل باشد. در سال گذشته، تلاش‌های ما در چهار زمینه متمرکز بود: تکثیر شاخه، القای اندام‌زایی و جنین‌زایی جسمی، تبدیل ژنتیکی، و طراحی سازه CRISPR.
ضرب شلیک
ما با موفقیت محیط کشت بافت بهینه را برای تکثیر شاخساره ارقام ژربرا “Flori Line Maxi Yellow”، “Revolution” “Bicolor Red Lemon”، “Garvinea” “Sweet Love” و “Majorette” “Pink Halo” تعیین کردیم که منبعی از برگ را برای ما فراهم کرد. تیغه ها و دمبرگ ها برای آزمایش های کشت بافت و تبدیل.
اندام زایی و جنین زایی جسمی
برای تولید گیاهان تراریخته و ژنتیکی شده، روش‌های کارآمد برای باززایی شاخه‌های ژربرا از کشت بافت مورد نیاز است. ما همچنین به دنبال جنین زایی جسمانی هستیم، یک رویکرد جایگزین برای بازسازی، زیرا بافت جنین زا هدف خوبی برای زیست شناسی (ارسال مستقیم قطعات DNA به سلول ها با استفاده از تفنگ ژن) و ویرایش ژن بدون ترانس است. برای این منظور، ما توانستیم موثرترین درمان القای شاخساره را برای دمبرگ ها و تیغه های برگ ژربرا ‘Flori Line Maxi Yellow’ و Majorette ‘Pink Halo’ تعیین کنیم و کالوس بالقوه جنین زا از Majorette ‘Pink Halo’ با 2، 4-D.
تبدیل ژنتیکی و ساختارهای CRISPR
برای تعیین نحوه معرفی ژن‌های مطلوب (در نهایت مقاومت به سفیدک پودری، در این مورد)، از ژن‌های نشانگر استفاده می‌کنیم. این‌ها ژن‌های خارجی معرفی شده‌اند که بیان آنها یک ویژگی به راحتی قابل شناسایی است که به ما اجازه می‌دهد تا بدانیم که یک سلول خاص می‌تواند تبدیل شود. دو نوع ژن نشانگر وجود دارد، نشانگرهای قابل انتخاب (معمولاً مقاومت آنتی بیوتیکی یا علف کش) و نشانگرهای بصری (فلورسانس یا رنگ آبی). نشانگرهای قابل انتخاب همه سلول‌های تبدیل‌شده را می‌کشند، در حالی که نشانگرهای قابل مشاهده به شما تأیید بصری انتقال ژن را می‌دهند. ما دریافتیم که ژن هیگرومایسین B فسفوترانسفراز (HPH) بهترین نشانگر قابل انتخاب برای ارقامی است که با آنها کار کردیم، برخلاف سایر نشانگرهای انتخابی که قبلاً در ادبیات استفاده شده بود. علاوه بر نشانگر HPH، ما یک ترانس ژن پروتئین فلورسنت سبز (GFP، نشانگر بصری که معمولاً برای نشان دادن بیان ژن استفاده می‌شود) را به ریزنمونه‌های برگ «فلوری لاین ماکسی زرد» با استفاده از Agrobacterium tumefaciens C58 در یک سری آزمایش‌های چند عاملی معرفی کردیم. بیان GFP را می توان در چندین مکان در سراسر ریزنمونه های برگ ما پس از دو هفته مشاهده کرد، که نشان دهنده تبدیل پایدار است. در حضور 0.1 میلی گرم در لیتر IBA و 2.0 BAP میلی گرم در لیتر، بافت بازسازی کننده به دست آمد که GFP را بیان می کرد. گیاهان بیانگر GFP با تجزیه و تحلیل اعتبارسنجی خواهند شد و سازه های CRISPR معرفی خواهند شد.
گزارش کامل ادامه بودجه را اینجا بخوانید.
برای اطلاعات بیشتر
موقوفه گل آمریکایی
+1 (703) 838-5211
www.endowment.org