ນັກຄົ້ນຄວ້າກໍາລັງພັດທະນາວິທີການໃຫມ່ຂອງການຟື້ນຟູພືດໂດຍການຄວບຄຸມການສະແດງອອກຂອງພັນທຸກໍາທີ່ຄວບຄຸມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເຊນພືດ.

 ຮູບພາບ: ວິທີການແບບດັ້ງເດີມຂອງການຟື້ນຟູພືດຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການນໍາໃຊ້ການຄວບຄຸມການຈະເລີນເຕີບໂຕຂອງພືດເຊັ່ນ: ຮໍໂມນ, ເຊິ່ງສາມາດເປັນຊະນິດສະເພາະແລະໃຊ້ແຮງງານຫຼາຍ. ໃນການສຶກສາໃຫມ່, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ພັດທະນາລະບົບການຟື້ນຟູພືດໃຫມ່ໂດຍການຄວບຄຸມການເຮັດວຽກແລະການສະແດງອອກຂອງພັນທຸກໍາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ dedifferentiation (ການຂະຫຍາຍຈຸລັງ) ແລະ redifferentiation (organogenesis) ຂອງຈຸລັງພືດ. ເບິ່ງເພີ່ມເຕີມ
ວິທີການພື້ນເມືອງຂອງການຟື້ນຟູພືດຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການນໍາໃຊ້ຂອງຄວບຄຸມການເຕີບໂຕຂອງພືດເຊັ່ນຮໍໂມນs, ຊຶ່ງສາມາດເປັນຊະນິດພັນສະເພາະແລະແຮງງານຫຼາຍ. ໃນການສຶກສາໃຫມ່, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ພັດທະນາລະບົບການຟື້ນຟູພືດໃຫມ່ໂດຍການຄວບຄຸມການເຮັດວຽກແລະການສະແດງອອກຂອງພັນທຸກໍາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ dedifferentiation (ການຂະຫຍາຍຈຸລັງ) ແລະ redifferentiation (organogenesis) ຂອງຈຸລັງພືດ.
ພືດເປັນແຫຼ່ງອາຫານຫຼັກຂອງສັດ ແລະມະນຸດເປັນເວລາຫຼາຍປີ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພືດໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສະກັດສານປະກອບການຢາແລະການປິ່ນປົວຕ່າງໆ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການໃຊ້ໃນທາງທີ່ຜິດແລະຄວາມຕ້ອງການອາຫານທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຂອງພວກເຂົາຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມຕ້ອງການຂອງວິທີການປັບປຸງພັນພືດໃຫມ່. ຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກໂນໂລຢີຊີວະພາບຂອງພືດສາມາດແກ້ໄຂການຂາດແຄນອາຫານໃນອະນາຄົດໂດຍການຜະລິດພືດທີ່ດັດແປງພັນທຸກໍາ (GM) ທີ່ມີຜົນຜະລິດຫຼາຍແລະທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງຂອງດິນຟ້າອາກາດ.
ຕາມທໍາມະຊາດ, ພືດສາມາດຟື້ນຟູພືດໃຫມ່ທັງຫມົດຈາກຈຸລັງ "totipotent" ດຽວ (ຈຸລັງທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຫຼາຍປະເພດຈຸລັງ) ໂດຍການແຍກແຍະແລະ redifferentiating ເຂົ້າໄປໃນຈຸລັງທີ່ມີໂຄງສ້າງແລະຫນ້າທີ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການປັບສະພາບທຽມຂອງຈຸລັງ totipotent ດັ່ງກ່າວໂດຍຜ່ານວັດທະນະທໍາເນື້ອເຍື່ອຂອງພືດຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສໍາລັບການປົກປັກຮັກສາພືດ, ການປັບປຸງພັນ, ການຜະລິດຂອງຊະນິດ transgenic ແລະສໍາລັບຈຸດປະສົງການຄົ້ນຄວ້າວິທະຍາສາດ. ຕາມປະເພນີ, ວັດທະນະທໍາເນື້ອເຍື່ອສໍາລັບການຟື້ນຕົວຂອງພືດຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການນໍາໃຊ້ການຄວບຄຸມການຂະຫຍາຍຕົວຂອງພືດ (GGRs), ເຊັ່ນ auxins ແລະ cytokinins, ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເຊນ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເງື່ອນໄຂຂອງຮໍໂມນທີ່ເຫມາະສົມສາມາດແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂຶ້ນຢູ່ກັບຊະນິດຂອງພືດ, ສະພາບວັດທະນະທໍາແລະປະເພດຂອງເນື້ອເຍື່ອ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສ້າງເງື່ອນໄຂການຂຸດຄົ້ນທີ່ດີທີ່ສຸດສາມາດເປັນວຽກງານທີ່ຕ້ອງໃຊ້ເວລາແລະໃຊ້ແຮງງານຫຼາຍ.
ເພື່ອເອົາຊະນະບັນຫານີ້, ຮອງສາດສະດາຈານ Tomoko Ikawa, ຮ່ວມກັບຮອງສາດສະດາຈານ Mai F. Minamikawa ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Chiba, ສາດສະດາຈານ Hitoshi Sakakibara ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Nagoya Graduate School of Bio-Agricultural Sciences ແລະ Mikiko Kojima, ນັກວິຊາການຊ່ຽວຊານຈາກ RIKEN CSRS, ໄດ້ພັດທະນາວິທີການທົ່ວໄປໃນການຄວບຄຸມພືດໂດຍຜ່ານລະບຽບການ. ການສະແດງພັນທຸກໍາຂອງຈຸລັງທີ່ "ຄວບຄຸມການພັດທະນາ" (DR) ເພື່ອບັນລຸການສືບພັນຂອງພືດ. ຈັດພີມມາໃນ Volume 15 of Frontiers in Plant Science on April 3, 2024, Dr. Ikawa ໄດ້ໃຫ້ຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບວຽກງານການຄົ້ນຄວ້າຂອງພວກເຂົາ, ໂດຍກ່າວວ່າ: "ລະບົບຂອງພວກເຮົາບໍ່ໄດ້ໃຊ້ PGRs ພາຍນອກ, ແຕ່ແທນທີ່ຈະໃຊ້ genes ປັດໄຈ transcription ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເຊນ.
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສະແດງອອກທາງ ectopically ສອງພັນທຸ ກຳ DR, BABY BOOM (BBM) ແລະ WUSCHEL (WUS), ຈາກ Arabidopsis thaliana (ໃຊ້ເປັນພືດຕົວແບບ) ແລະໄດ້ກວດເບິ່ງຜົນກະທົບຂອງມັນຕໍ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງວັດທະນະທໍາຂອງເນື້ອເຍື່ອຂອງຢາສູບ, lettunia ແລະ petunia. BBM ເຂົ້າລະຫັດປັດໄຈການຖອດຂໍ້ຄວາມທີ່ຄວບຄຸມການພັດທະນາ embryonic, ໃນຂະນະທີ່ WUS ເຂົ້າລະຫັດປັດໄຈການຖອດຂໍ້ຄວາມທີ່ຮັກສາຕົວຕົນຂອງຈຸລັງລໍາຕົ້ນໃນພາກພື້ນຂອງ meristem apical ຍອດ.
ການທົດລອງຂອງພວກເຂົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການສະແດງອອກຂອງ Arabidopsis BBM ຫຼື WUS ຢ່າງດຽວແມ່ນບໍ່ພຽງພໍທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເຊນໃນເນື້ອເຍື່ອໃບຢາສູບ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການສະແດງອອກຮ່ວມກັນຂອງ BBM ທີ່ປັບປຸງການເຮັດວຽກແລະ WUS ທີ່ຖືກດັດແປງຢ່າງມີປະສິດຕິຜົນເຮັດໃຫ້ເກີດການເລັ່ງຂອງ phenotype ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເອກະລາດ. ໂດຍບໍ່ມີການນໍາໃຊ້ PCR, ຈຸລັງໃບ transgenic ແຕກຕ່າງກັນເປັນ callus (ມະຫາຊົນຂອງຈຸລັງທີ່ບໍ່ເປັນລະບຽບ), ໂຄງສ້າງຂອງອະໄວຍະວະສີຂຽວແລະຕາ adventitious. ການວິເຄາະລະບົບຕ່ອງໂສ້ໂພລີເມີເຣເຣດໃນປະລິມານ (qPCR), ວິທີການທີ່ໃຊ້ໃນປະລິມານການຖ່າຍທອດ gene, ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການສະແດງອອກຂອງ Arabidopsis BBM ແລະ WUS ກ່ຽວຂ້ອງກັບການສ້າງຕັ້ງຂອງ calli transgenic ແລະຍອດ.
ພິຈາລະນາບົດບາດສໍາຄັນຂອງ phytohormones ໃນການແບ່ງຈຸລັງແລະຄວາມແຕກຕ່າງ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ປະເມີນລະດັບຂອງຫົກ phytohormones, ຄື auxin, cytokinin, ອາຊິດ abscisic (ABA), gibberellin (GA), ອາຊິດ jasmonic (JA), ອາຊິດ salicylic (SA) ແລະທາດແປ້ງຂອງມັນໃນພືດ transgenic. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຂົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າລະດັບຂອງ auxin, cytokinin, ABA, ແລະ GA inactive ເພີ່ມຂຶ້ນຍ້ອນວ່າຈຸລັງແຕກຕ່າງກັນໄປສູ່ອະໄວຍະວະ, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງບົດບາດຂອງພວກເຂົາໃນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຈຸລັງພືດແລະ organogenesis.
ນອກຈາກນັ້ນ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ນໍາໃຊ້ RNA sequencing transcriptomes, ວິທີການສໍາລັບການວິເຄາະຄຸນນະພາບແລະປະລິມານຂອງການສະແດງອອກຂອງ gene, ເພື່ອປະເມີນຮູບແບບການສະແດງອອກຂອງ gene ໃນຈຸລັງ transgenic ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມແຕກຕ່າງຢ່າງຫ້າວຫັນ. ຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກມັນໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພັນທຸກໍາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຂະຫຍາຍຈຸລັງແລະ auxin ໄດ້ຖືກເສີມສ້າງຢູ່ໃນພັນທຸກໍາທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງ. ການກວດສອບເພີ່ມເຕີມໂດຍໃຊ້ qPCR ເປີດເຜີຍວ່າຈຸລັງ transgenic ໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນຫຼືຫຼຸດລົງການສະແດງອອກຂອງສີ່ genes, ລວມທັງພັນທຸກໍາທີ່ຄວບຄຸມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເຊນພືດ, metabolism, organogenesis, ແລະການຕອບສະຫນອງຂອງ auxin.
ໂດຍລວມແລ້ວ, ຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ເປີດເຜີຍວິທີການໃຫມ່ແລະຫລາກຫລາຍໃນການຟື້ນຟູພືດທີ່ບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງໃຊ້ PCR ພາຍນອກ. ນອກຈາກນັ້ນ, ລະບົບທີ່ໃຊ້ໃນການສຶກສານີ້ອາດຈະປັບປຸງຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບຂະບວນການພື້ນຖານຂອງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເຊນພືດ ແລະປັບປຸງການຄັດເລືອກທາງຊີວະພາບຂອງຊະນິດພັນພືດທີ່ເປັນປະໂຫຍດ.
ເນັ້ນຫນັກເຖິງການນໍາໃຊ້ທີ່ມີທ່າແຮງໃນການເຮັດວຽກຂອງລາວ, ທ່ານດຣ Ikawa ກ່າວວ່າ, "ລະບົບການລາຍງານສາມາດປັບປຸງການປັບປຸງພັນພືດໂດຍການສະຫນອງເຄື່ອງມືສໍາລັບການກະຕຸ້ນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຈຸລັງຂອງຈຸລັງພືດ transgenic ໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ PCR. ດັ່ງນັ້ນ, ກ່ອນທີ່ພືດ transgenic ຈະຖືກຍອມຮັບເປັນຜະລິດຕະພັນ, ສັງຄົມຈະເລັ່ງການປັບປຸງພັນພືດແລະຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ."
ກ່ຽວກັບຮອງສາດສະດາຈານ Tomoko Igawa ດຣ. Tomoko Ikawa ເປັນຜູ້ຊ່ວຍສາດສະດາຈານຂອງໂຮງຮຽນຈົບການສຶກສາດ້ານການປູກພືດສວນ, ສູນວິທະຍາສາດພືດໂມເລກຸນ, ແລະສູນການຄົ້ນຄວ້າກະສິກໍາອາວະກາດແລະການປູກພືດສວນ, ມະຫາວິທະຍາໄລ Chiba, ປະເທດຍີ່ປຸ່ນ. ຄວາມສົນໃຈການຄົ້ນຄວ້າຂອງນາງປະກອບມີການສືບພັນທາງເພດຂອງພືດແລະການພັດທະນາແລະເຕັກໂນໂລຢີຊີວະພາບຂອງພືດ. ວຽກງານຂອງນາງໄດ້ສຸມໃສ່ການເຂົ້າໃຈກົນໄກໂມເລກຸນຂອງການສືບພັນທາງເພດແລະຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຈຸລັງພືດໂດຍໃຊ້ລະບົບ transgenic ຕ່າງໆ. ນາງມີສິ່ງພິມຈໍານວນຫນຶ່ງໃນສາຂາເຫຼົ່ານີ້ແລະເປັນສະມາຊິກຂອງສະມາຄົມວິທະຍາສາດຊີວະພາບຂອງພືດຍີ່ປຸ່ນ, ສະມາຄົມສະນະພືດສາດຂອງຍີ່ປຸ່ນ, ສະມາຄົມການປັບປຸງພັນພືດຂອງຍີ່ປຸ່ນ, ສະມາຄົມນັກຟິສິກວິທະຍາຂອງພືດຍີ່ປຸ່ນ, ແລະສະມາຄົມສາກົນສໍາລັບການສຶກສາການສືບພັນທາງເພດຂອງພືດ.
ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ເປັນເອກະລາດຂອງຈຸລັງ transgenic ໂດຍບໍ່ມີການນໍາໃຊ້ພາຍນອກຂອງຮໍໂມນ: ການສະແດງອອກຂອງ genes endogenous ແລະພຶດຕິກໍາຂອງ phytohormones
ຜູ້ຂຽນປະກາດວ່າການຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຖືກດໍາເນີນການໃນເວລາທີ່ບໍ່ມີຄວາມສໍາພັນທາງການຄ້າຫຼືທາງດ້ານການເງິນທີ່ສາມາດໄດ້ຮັບການ construed ເປັນຂໍ້ຂັດແຍ່ງຂອງຜົນປະໂຫຍດທີ່ອາດມີ.
ການປະຕິເສດຄວາມຮັບຜິດຊອບ: AAAS ແລະ EurekAlert ບໍ່ຮັບຜິດຊອບຕໍ່ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການປ່ອຍຂ່າວທີ່ຈັດພີມມາຢູ່ໃນ EurekAlert! ການນໍາໃຊ້ຂໍ້ມູນໃດໆໂດຍອົງການຈັດຕັ້ງສະຫນອງຂໍ້ມູນຫຼືຜ່ານລະບົບ EurekAlert.