Ihanteellinen viljelykasvi on maukas ja korkeasatoinen sekä vastustuskykyinen sairauksille ja tuholaisille. Mutta jos vastaavat geenit sijaitsevat kaukana toisistaan kromosomissa, jotkut näistä positiivisista piirteistä voivat kadota valintaprosessissa. Varmistaakseen, että kaikki positiiviset ominaisuudet välittyvät yhdessä, Karlsruhen teknologiainstituutin (KIT) tutkijat käyttivät CRISPR/Cas-molekyylisaksia kääntämään ja geneettisesti deaktivoimaan Arabidopsiksen yhdeksännen kymmenes kromosomi, raportoi. Phys.org portaali. Tässä kromosomin osassa koodatut ominaisuudet muuttuvat "näkymättömiksi" geneettiselle vaihdolle ja voidaan siten siirtää eteenpäin muuttumattomina.
Kohdennettu muokkaus, lisäys tai esto geenejä kasveissa on mahdollista CRISPR/Cas-molekyylisaksilla. Tätä menetelmää voidaan käyttää lisäämään kasvien vastustuskykyä tuholaisia, sairauksia tai sairauksia vastaan ympäristövaikutuksia Keskiviikko.
"Viime vuosina ensimmäistä kertaa olemme voineet käyttää CRISPR/Casia paitsi geenien muokkaamiseen myös kromosomien rakenteen muuttamiseen", sanoo professori Holger Puchta, joka on tutkinut geenisaksia tiiminsä kanssa. Kiinan kasvitieteellisessä instituutissa 30 vuotta.
Nyt tutkijat ovat pystyneet estämään geneettinen vaihto, joka on yleensä osa perinnöllistä prosessia, mutta voi häiritä piirteiden välisiä suhteita. Tähän asti, jos kasvien ominaisuudet siirrettiin yhdessä, näiden ominaisuuksien geenien piti olla lähellä toisiaan samassa kromosomissa. Jos tällaiset geenit ovat kauempana toisistaan, ne yleensä eroavat periytymisen aikana, joten hyödyllinen ominaisuus voi kadota valintaprosessissa.
Tutkijat seurasivat tutkimuksessaan luonnon esimerkkiä. ”Inversioita – eräänlaista geneettistä näkymättömyyttä – esiintyy usein pienemmässä mittakaavassa myös luonnonvaraisissa ja viljellyissä kasveissa. Olemme oppineet luonnosta, soveltaneet ja laajentaneet osaamistamme luonnollinen prosessi", Puchta sanoo.
Yhteistyössä professori Andreas Hubenin kanssa Kasvien genetiikan ja viljeltyjen kasvien tutkimuksen instituutista. Leibniz (IPK) Puchta ja hänen tiiminsä käänsivät yhdeksän kymmenesosaa kromosomeista malliorganismissa, Arabidopsis thalianassa. Vain kromosomien päissä geenit säilyttivät alkuperäisen sekvenssinsä. "Näiden fragmenttien avulla kromosomi voidaan siirtää seuraavalle sukupolvelle aivan kuten muut kromosomit, eikä se häviä kokonaan", Puchta sanoo.
Maatalouskasvien tehokkaan viljelyn kannalta on tärkeää yhdistää mahdollisimman monta suotuisaa ominaisuutta yhteen kasviin. ”Tietenkin kasvinjalostajat haluavat tuotteidensa olevan herkullisia, sisältävät mahdollisimman paljon vitamiineja ja myös taudinkestäviä. Menetelmällämme voimme yksinkertaistaa tätä tulevaisuudessa”, Puchta sanoo.