ນັກຄົ້ນຄວ້າກຳລັງພັດທະນາວິທີການໃໝ່ໃນການຟື້ນຟູພືດໂດຍການຄວບຄຸມການສະແດງອອກຂອງພັນທຸກໍາທີ່ຄວບຄຸມການຈຳແນກຈຸລັງພືດ.

 ຮູບພາບ: ວິທີການຟື້ນຟູພືດແບບດັ້ງເດີມຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການໃຊ້ຕົວຄວບຄຸມການຈະເລີນເຕີບໂຕຂອງພືດເຊັ່ນ: ຮໍໂມນ, ເຊິ່ງສາມາດເປັນໄປຕາມຊະນິດພັນ ແລະ ໃຊ້ແຮງງານຫຼາຍ. ໃນການສຶກສາໃໝ່, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ພັດທະນາລະບົບການຟື້ນຟູພືດແບບໃໝ່ໂດຍການຄວບຄຸມໜ້າທີ່ ແລະ ການສະແດງອອກຂອງພັນທຸກຳທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການແຍກຄວາມແຕກຕ່າງ (ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈຸລັງ) ແລະ ການແຍກຄວາມແຕກຕ່າງຄືນໃໝ່ (ການສ້າງອະໄວຍະວະ) ຂອງຈຸລັງພືດ. ເບິ່ງເພີ່ມເຕີມ
ວິທີການຟື້ນຟູພືດແບບດັ້ງເດີມຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການນຳໃຊ້ຕົວຄວບຄຸມການຈະເລີນເຕີບໂຕຂອງພືດເຊັ່ນວ່າຮໍໂມນs, ເຊິ່ງສາມາດເປັນຊະນິດສະເພາະ ແລະ ໃຊ້ແຮງງານຫຼາຍ. ໃນການສຶກສາໃໝ່, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ພັດທະນາລະບົບການຟື້ນຟູພືດແບບໃໝ່ໂດຍການຄວບຄຸມໜ້າທີ່ ແລະ ການສະແດງອອກຂອງພັນທຸກໍາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການແຍກຄວາມແຕກຕ່າງ (ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈຸລັງ) ແລະ ການແຍກຄວາມແຕກຕ່າງຄືນໃໝ່ (ການສ້າງອະໄວຍະວະ) ຂອງຈຸລັງພືດ.
ພືດເປັນແຫຼ່ງອາຫານຫຼັກສຳລັບສັດ ແລະ ມະນຸດເປັນເວລາຫຼາຍປີ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພືດຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສະກັດສານປະກອບການຢາ ແລະ ການປິ່ນປົວຕ່າງໆ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການໃຊ້ໃນທາງທີ່ຜິດ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການອາຫານທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຂອງພວກມັນເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຕ້ອງການວິທີການປັບປຸງພັນພືດແບບໃໝ່. ຄວາມກ້າວໜ້າໃນເຕັກໂນໂລຊີຊີວະພາບຂອງພືດສາມາດແກ້ໄຂການຂາດແຄນອາຫານໃນອະນາຄົດໂດຍການຜະລິດພືດທີ່ຖືກດັດແປງພັນທຸກໍາ (GM) ທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງດິນຟ້າອາກາດຫຼາຍຂຶ້ນ.
ຕາມທຳມະຊາດ, ພືດສາມາດຟື້ນຟູພືດໃໝ່ທັງໝົດຈາກຈຸລັງ "totipotent" ດຽວ (ຈຸລັງທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຈຸລັງຫຼາຍປະເພດ) ໂດຍການແຍກຄວາມແຕກຕ່າງ ແລະ ແຍກຄວາມແຕກຕ່າງຄືນໃໝ່ເປັນຈຸລັງທີ່ມີໂຄງສ້າງ ແລະ ໜ້າທີ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການປັບສະພາບທຽມຂອງຈຸລັງ totipotent ດັ່ງກ່າວຜ່ານການເພາະເລี้ยงເນື້ອເຍື່ອພືດແມ່ນຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສຳລັບການປົກປ້ອງພືດ, ການປັບປຸງພັນ, ການຜະລິດຊະນິດພັນ transgenic ແລະ ສຳລັບຈຸດປະສົງການຄົ້ນຄວ້າທາງວິທະຍາສາດ. ຕາມປະເພນີ, ການເພາະເລี้ยงເນື້ອເຍື່ອສຳລັບການຟື້ນຟູພືດຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການນຳໃຊ້ຕົວຄວບຄຸມການຈະເລີນເຕີບໂຕຂອງພືດ (GGRs), ເຊັ່ນ: auxins ແລະ cytokinins, ເພື່ອຄວບຄຸມການຈະເລี้ยงຈຸລັງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເງື່ອນໄຂຮໍໂມນທີ່ດີທີ່ສຸດສາມາດແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂຶ້ນກັບຊະນິດພືດ, ເງື່ອນໄຂການເພາະເລี้ยง ແລະ ປະເພດຂອງເນື້ອເຍື່ອ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສ້າງເງື່ອນໄຂການສຳຫຼວດທີ່ດີທີ່ສຸດສາມາດເປັນວຽກທີ່ໃຊ້ເວລາ ແລະ ແຮງງານຫຼາຍ.
ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, ຮອງສາດສະດາຈານ Tomoko Ikawa, ພ້ອມກັບຮອງສາດສະດາຈານ Mai F. Minamikawa ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Chiba, ສາດສະດາຈານ Hitoshi Sakakibara ຈາກວິທະຍາໄລວິທະຍາສາດກະສິກຳຊີວະວິທະຍາມະຫາວິທະຍາໄລ Nagoya ແລະ Mikiko Kojima, ນັກວິຊາການຊ່ຽວຊານຈາກ RIKEN CSRS, ໄດ້ພັດທະນາວິທີການທົ່ວໄປສຳລັບການຄວບຄຸມພືດໂດຍຜ່ານການຄວບຄຸມ. ການສະແດງອອກຂອງຍີນການຈຳແນກຈຸລັງ “ທີ່ຖືກຄວບຄຸມໂດຍການພັດທະນາ” (DR) ເພື່ອບັນລຸການຟື້ນຟູຂອງພືດ. ຈັດພິມໃນເຫຼັ້ມທີ 15 ຂອງ Frontiers in Plant Science ໃນວັນທີ 3 ເມສາ 2024, ດຣ. Ikawa ໄດ້ໃຫ້ຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບວຽກງານຄົ້ນຄວ້າຂອງເຂົາເຈົ້າ, ໂດຍກ່າວວ່າ: “ລະບົບຂອງພວກເຮົາບໍ່ໄດ້ໃຊ້ PGRs ພາຍນອກ, ແຕ່ແທນທີ່ຈະໃຊ້ຍີນປັດໄຈການຖອດລະຫັດເພື່ອຄວບຄຸມການຈຳແນກຈຸລັງ. ຄ້າຍຄືກັບຈຸລັງ pluripotent ທີ່ເກີດຈາກສັດລ້ຽງລູກດ້ວຍນົມ.”
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສະແດງອອກທາງນອກຂອງເຊື້ອ DR ສອງຊະນິດຄື BABY BOOM (BBM) ແລະ WUSCHEL (WUS) ຈາກ Arabidopsis thaliana (ໃຊ້ເປັນພືດຕົວແບບ) ແລະ ໄດ້ກວດສອບຜົນກະທົບຂອງມັນຕໍ່ການຈຳແນກເຊື້ອເນື້ອເຍື່ອຂອງຢາສູບ, ຜັກກາດຫົວ ແລະ ດອກເປທູເນຍ. BBM ເຂົ້າລະຫັດປັດໄຈການຖອດລະຫັດທີ່ຄວບຄຸມການພັດທະນາຂອງຕົວອ່ອນ, ໃນຂະນະທີ່ WUS ເຂົ້າລະຫັດປັດໄຈການຖອດລະຫັດທີ່ຮັກສາຄວາມເປັນເອກະລັກຂອງເຊວລຳຕົ້ນໃນພາກພື້ນຂອງເນື້ອເຍື່ອປາຍຍອດ.
ການທົດລອງຂອງເຂົາເຈົ້າສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການສະແດງອອກຂອງ Arabidopsis BBM ຫຼື WUS ຢ່າງດຽວບໍ່ພຽງພໍທີ່ຈະກະຕຸ້ນໃຫ້ເກີດການຈຳແນກຈຸລັງໃນເນື້ອເຍື່ອໃບຢາສູບ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການສະແດງອອກຮ່ວມກັນຂອງ BBM ທີ່ປັບປຸງໜ້າທີ່ ແລະ WUS ທີ່ດັດແປງໜ້າທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການຈຳແນກແບບອັດຕະໂນມັດທີ່ເລັ່ງຂຶ້ນ. ໂດຍບໍ່ມີການໃຊ້ PCR, ຈຸລັງໃບ transgenic ທີ່ຈຳແນກອອກເປັນ callus (ມວນຈຸລັງທີ່ບໍ່ມີການຈັດລະບຽບ), ໂຄງສ້າງຄ້າຍຄືອະໄວຍະວະສີຂຽວ ແລະ ຕາດອກທີ່ມີລັກສະນະຄ້າຍຄື adventitious. ການວິເຄາະປະຕິກິລິຍາລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີເຣສປະລິມານ (qPCR), ວິທີການທີ່ໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ປະລິມານການຖ່າຍທອດພັນທຸກໍາ, ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການສະແດງອອກຂອງ Arabidopsis BBM ແລະ WUS ມີຄວາມກ່ຽວຂ້ອງກັບການສ້າງ calli ແລະ ໜໍ່ transgenic.
ໂດຍພິຈາລະນາເຖິງບົດບາດສຳຄັນຂອງຮໍໂມນໄຟໂຕຣໂຮໂມນໃນການແບ່ງຕົວ ແລະ ການຈຳແນກຈຸລັງ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຄິດໄລ່ລະດັບຂອງຮໍໂມນໄຟໂຕຣໂຮໂມນຫົກຊະນິດຄື: ອົກຊິນ, ໄຊໂຕໄຄນິນ, ກົດແອບຊີຊິກ (ABA), ຈິບເບເຣລລິນ (GA), ກົດຈາສະໂມນິກ (JA), ກົດຊາລີຊີລິກ (SA) ແລະ ສານເມຕາໂບໄລທ໌ຂອງມັນໃນພືດດັດແປງພັນທຸກຳ. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງເຂົາເຈົ້າສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າລະດັບຂອງອົກຊິນທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ, ໄຊໂຕໄຄນິນ, ABA, ແລະ GA ທີ່ບໍ່ມີການເຄື່ອນໄຫວເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອຈຸລັງແຕກຕ່າງກັນໄປສູ່ອະໄວຍະວະ, ເຊິ່ງເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງບົດບາດຂອງພວກມັນໃນການຈຳແນກຈຸລັງພືດ ແລະ ການສ້າງອະໄວຍະວະ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ໃຊ້ RNA sequencing transcriptomes, ວິທີການວິເຄາະດ້ານຄຸນນະພາບ ແລະ ປະລິມານຂອງການສະແດງອອກຂອງ gene, ເພື່ອປະເມີນຮູບແບບຂອງການສະແດງອອກຂອງ gene ໃນຈຸລັງ transgenic ທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການຈຳແນກທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຂົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ gene ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈຸລັງ ແລະ auxin ແມ່ນມີ gene ທີ່ຄວບຄຸມແຕກຕ່າງກັນ. ການກວດສອບຕື່ມອີກໂດຍໃຊ້ qPCR ເປີດເຜີຍວ່າຈຸລັງ transgenic ມີການສະແດງອອກຂອງ gene ສີ່ gene ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ ຫຼື ຫຼຸດລົງ, ລວມທັງ gene ທີ່ຄວບຄຸມການຈຳແນກຂອງຈຸລັງພືດ, metabolism, organogenesis, ແລະ ການຕອບສະໜອງ auxin.
ໂດຍລວມແລ້ວ, ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງວິທີການໃໝ່ ແລະ ຫຼາກຫຼາຍໃນການຟື້ນຟູພືດທີ່ບໍ່ຕ້ອງການການນຳໃຊ້ PCR ຈາກພາຍນອກ. ນອກຈາກນັ້ນ, ລະບົບທີ່ໃຊ້ໃນການສຶກສາຄັ້ງນີ້ອາດຈະປັບປຸງຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບຂະບວນການພື້ນຖານຂອງການຈຳແນກຈຸລັງພືດ ແລະ ປັບປຸງການຄັດເລືອກຊະນິດພືດທີ່ເປັນປະໂຫຍດທາງດ້ານຊີວະເຕັກໂນໂລຊີ.
ດຣ. Ikawa ກ່າວວ່າ ໂດຍເນັ້ນໃສ່ການນຳໃຊ້ທີ່ມີທ່າແຮງຂອງວຽກງານຂອງລາວ, “ລະບົບທີ່ລາຍງານສາມາດປັບປຸງການປັບປຸງພັນພືດໂດຍການສະໜອງເຄື່ອງມືສຳລັບການກະຕຸ້ນການຈຳແນກຈຸລັງຂອງຈຸລັງພືດທີ່ດັດແປງພັນທຸກຳໂດຍບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ PCR. ດັ່ງນັ້ນ, ກ່ອນທີ່ພືດທີ່ດັດແປງພັນທຸກຳຈະຖືກຍອມຮັບເປັນຜະລິດຕະພັນ, ສັງຄົມຈະເລັ່ງການປັບປຸງພັນພືດ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນການຜະລິດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ.”
ກ່ຽວກັບຮອງສາດສະດາຈານ Tomoko Igawa ດຣ. Tomoko Ikawa ເປັນຜູ້ຊ່ວຍສາດສະດາຈານຢູ່ໂຮງຮຽນຈົບການສຶກສາດ້ານການປູກພືດສວນ, ສູນວິທະຍາສາດພືດໂມເລກຸນ, ແລະສູນການຄົ້ນຄວ້າກະສິກຳອະວະກາດ ແລະ ການປູກພືດສວນ, ມະຫາວິທະຍາໄລ Chiba, ປະເທດຍີ່ປຸ່ນ. ຄວາມສົນໃຈໃນການຄົ້ນຄວ້າຂອງນາງລວມມີການສືບພັນແບບເພດຂອງພືດ ແລະ ການພັດທະນາ ແລະ ຊີວະເຕັກໂນໂລຊີພືດ. ວຽກງານຂອງນາງສຸມໃສ່ການເຂົ້າໃຈກົນໄກໂມເລກຸນຂອງການສືບພັນແບບເພດ ແລະ ການຈຳແນກຈຸລັງພືດໂດຍໃຊ້ລະບົບການດັດແປງພັນທຸກໍາຕ່າງໆ. ນາງມີສິ່ງພິມຫຼາຍສະບັບໃນຂົງເຂດເຫຼົ່ານີ້ ແລະ ເປັນສະມາຊິກຂອງສະມາຄົມຊີວະເຕັກໂນໂລຊີພືດຍີ່ປຸ່ນ, ສະມາຄົມພືດສາດຂອງຍີ່ປຸ່ນ, ສະມາຄົມການປັບປຸງພັນພືດຍີ່ປຸ່ນ, ສະມາຄົມນັກສະລີລະວິທະຍາພືດຍີ່ປຸ່ນ, ແລະ ສະມາຄົມສາກົນເພື່ອການສຶກສາການສືບພັນແບບເພດຂອງພືດ.
ການຈຳແນກແບບອັດຕະໂນມັດຂອງຈຸລັງ transgenic ໂດຍບໍ່ມີການໃຊ້ຮໍໂມນພາຍນອກ: ການສະແດງອອກຂອງ genes endogenous ແລະພຶດຕິກຳຂອງ phytohormones
ຜູ້ຂຽນປະກາດວ່າການຄົ້ນຄວ້າດັ່ງກ່າວໄດ້ດຳເນີນໄປໂດຍບໍ່ມີສາຍພົວພັນທາງການຄ້າ ຫຼື ທາງດ້ານການເງິນໃດໆທີ່ອາດຈະຖືກຕີຄວາມວ່າເປັນການຂັດແຍ້ງທາງຜົນປະໂຫຍດທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນ.
ຂໍ້ຄວນລະວັງ: AAAS ແລະ EurekAlert ບໍ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຂ່າວປະກາດທີ່ເຜີຍແຜ່ໃນ EurekAlert! ການນຳໃຊ້ຂໍ້ມູນໃດໆໂດຍອົງກອນທີ່ໃຫ້ຂໍ້ມູນ ຫຼື ຜ່ານລະບົບ EurekAlert.