منبع: www.cals.iastate.edu
دانشمندان از جهش ژنتیکی برای تسریع روند اصلاح گیاهان استفاده می کنند
Lübberstedt و Aboobucker معتقدند جهش های مفیدی که آنها شناسایی کرده اند را می توان با برخی تغییرات در ذرت و سایر محصولات به کار برد. بررسی این پتانسیل یکی از پروژه های بعدی در افق آنهاست.
کار کرد – گیاهان جهش یافته هاپلوئید رشد کردند و بیشتر آنها بارور بودند. نتایج این ایده را تایید می‌کند که می‌توان با بهره‌برداری از تمایل جهش‌یافته‌ها برای ایجاد تشکیل دوک‌های افقی‌تر، بر ترکیب نابرابر رشته‌های دوکی در طول مرحله بحرانی میوز در نرهای هاپلوئید غلبه کرد.
این پروژه توسط بنیاد تحقیقات مواد غذایی و کشاورزی با مشارکت شش شرکت اصلاح نباتات حمایت می شود.
صدیق ابوباکر، دانشمند تحقیقاتی در زراعت، یک گیاه جهش یافته هاپلوئید آرابیدوپسیس ps پنج هفته ای را در مرحله گلدهی نگه می دارد. صفحه کامپیوتر تصاویر بزرگنمایی شده از یک گل را نشان می دهد که روی یک اسلاید میکروسکوپی رنگ آمیزی شده است. بساک ها، قسمت های نر گل، مانند قارچ روی صفحه به نظر می رسند و دانه های گرده مانند مرواریدهای ریز به نظر می رسند. عکس از ویتنی باکستر، دانشگاه ایالتی آیووا.
محققان دانشگاه ایالتی آیووا ممکن است یک چالش طولانی مدت مرتبط با توسعه سریع خطوط ژنتیکی خالص را حل کرده باشند.
استفاده از ژنتیک “هاپلوئید مضاعف” (DH) به یکی از فناوری‌های اساسی زیربنای پرورش ذرت مدرن تبدیل شده است. با این حال، فناوری DH چالش ها و همچنین مزایایی دارد. اول، نیاز به ایجاد گیاهان “هاپلوئید” است که تنها یک ژنوم مادری را حمل می کنند. سپس تک ژنوم گیاه هاپلوئید از طریق یک فرآیند شیمیایی دو برابر می شود که توسعه خطوط خالص ژنتیکی خالص را تسریع می کند.
ابوباکر گفت: “دارم متوجه شدم که این یک معامله بزرگ است.” پاسخ‌های همکاران در سرتاسر جهان از زمان انتشار مقاله ما در ماه گذشته، کمی قاطعانه بوده است.
برای رسیدگی به این مشکل، ابوباکر الهام‌بخشی داشت که تیم موافق بود ارزش بررسی را دارد. آنها فرض کردند که مجموعه‌ای از ناهنجاری‌های ژنتیکی گیاهی به نام جهش‌یافته‌های دوکی موازی یا «جهش‌یافته‌های ps» که دوک‌ها را در طول میوز به جای عمود بر حالت موازی تغییر می‌دهند، می‌تواند باروری مردانه را در هاپلوئیدها بهبود بخشد. آنها این ایده را روی Arabidopsis thaliana آزمایش کردند، یک گیاه تحقیقاتی مدل که اغلب به عنوان پیش ساز برای کار در ذرت و چندین گونه گیاهی دیگر استفاده می شود.
یکی از گلوگاه های مهم فناوری DH این است که گل های نر هاپلوئید معمولا عقیم هستند. این مشکل مستلزم قرار دادن نهال ها در معرض ماده شیمیایی سمی کلشی سین است که باعث دو برابر شدن ژنوم و بازگرداندن باروری به گل های نر می شود. فرآیند کار و هزینه بر است.
مکانیسم دوک به حفظ روند تقسیم سلولی کمک می کند. در طول میوز طبیعی، در گیاهان “دیپلوئید” منظم که حاوی دو مجموعه کروموزوم هستند، دوک ها به صورت جفت عمود بر هم قرار می گیرند که به راحتی در یک ردیف قرار می گیرند. در گیاهان هاپلوئید، کروموزوم ها در طول تقسیم سلولی به طور نابرابر توزیع می شوند که منجر به نرخ بالای ناباروری در مراحل بعدی تولید مثل می شود.
آنها نشان دادند که بهره‌برداری از جهش‌هایی که موقعیت مکانیزم دوک را در طول فاز تولیدمثلی گیاه، معروف به میوز، تغییر می‌دهند، می‌تواند باروری مردانه گیاهان هاپلوئید را بازیابی کند.