Een van de belangrijkste factoren die de opbrengst van planten verminderen, is het gebrek aan vocht. Onder de omstandigheden van klimaatverandering zullen droogte en bodemverzilting toenemen. Wetenschappers zoeken daarbij naar manieren om de stressbestendigheid van planten te verhogen.
Biologen van de Tomsk State University doen dit samen met collega's van het Instituut voor Cytologie en Genetica van de Siberische Tak van de Russische Academie van Wetenschappen en het Instituut voor Fysiologie van de Russische Academie van Wetenschappen, met behulp van genomische bewerkingstechnologieën. officiële website van Tomsk State University.
Ze modificeren agrobacteriën en geven met hun hulp planten nieuwe eigenschappen.
– De moderne landbouw wordt geconfronteerd met een daling van de gewasopbrengsten als gevolg van tal van ongunstige omgevingsfactoren. Watertekort, wat leidt tot droogte en verzilting van de bodem, wordt een wereldwijd probleem, - zegt Marina Efimova, onderzoeker bij de afdeling Plantenfysiologie, Biotechnologie en Bio-informatica van het TSU Biological Institute. – Voorheen werd plantresistentie verhoogd door selectiemethoden, maar dit is een langdurig proces, dat net als klassieke genetische manipulatie in efficiëntie achterblijft bij genome editing.
De ontwikkeling van genetische manipulatie en genomische bewerkingsmethoden heeft het mogelijk gemaakt om plantengenen te modificeren die verantwoordelijk zijn voor hun weerstand tegen stressfactoren. Het project van biologen, uitgevoerd met steun van het Priority 2030-programma, is gericht op het vinden van belangrijke regulerende genen die de tolerantie van planten voor droogte, zoutgehalte en schadelijke temperaturen bepalen. Biologen gebruiken het bewerkingssysteem CRISPR/Cas9 als hulpmiddel om genen uit te schakelen.
Wetenschappers hebben een reeks experimenten uitgevoerd op de plant Arabidopsis thaliana - dit is een klassiek modelobject voor onderzoek, de zogenaamde "plant Drosophila".
De bacteriën zelf veranderen de economisch waardevolle eigenschappen van de plant niet, maar dringen de planten binnen via de pollenbuis en geven een DNA-sequentie door die een mutatie introduceert in het door de onderzoeker gekozen plantengen. Zaden die na het "dippen" rijpen, verschillen al van de ouderplant. Op deze manier is het mogelijk om de genen te controleren die betrokken zijn bij de manifestatie van plantenreacties op verschillende stressvolle invloeden of om andere eigenschappen te veranderen. De onderzoekers zijn van plan tests uit te voeren op koolzaad- en vlasplanten.
Laten we hieraan toevoegen dat deze studie baanbrekend is - momenteel zijn er slechts enkele rapporten over genome editing in rijst, tarwe en tomaten.