Imaj: Metòd tradisyonèl pou rejenerasyon plant yo mande pou itilizasyon regilatè kwasans plant tankou òmòn, ki ka espesifik pou chak espès epi ki mande anpil travay. Nan yon nouvo etid, syantis yo te devlope yon nouvo sistèm rejenerasyon plant lè yo regle fonksyon ak ekspresyon jèn ki enplike nan dediferansyasyon (pwoliferasyon selilè) ak rediferansyasyon (òganogenèz) selil plant yo. Gade plis
Metòd tradisyonèl pou rejenerasyon plant yo mande pou itilizasyonregilatè kwasans plant yotankouòmòns, ki ka espesifik pou espès epi ki mande anpil travay. Nan yon nouvo etid, syantis yo te devlope yon nouvo sistèm rejenerasyon plant lè yo regle fonksyon ak ekspresyon jèn ki enplike nan dediferansyasyon (pwoliferasyon selilè) ak rediferansyasyon (òganogenèz) selil plant yo.
Plant yo te prensipal sous manje pou bèt ak moun pandan plizyè ane. Anplis de sa, plant yo itilize pou ekstrè divès konpoze famasetik ak terapetik. Sepandan, move itilizasyon yo ak demann k ap grandi pou manje mete aksan sou nesesite pou nouvo metòd elvaj plant. Pwogrè nan byoteknoloji plant yo ta ka rezoud mank manje nan lavni lè yo pwodui plant jenetikman modifye (GM) ki pi pwodiktif e ki pi rezistan a chanjman klimatik.
Natirèlman, plant yo ka rejenerasyon plant ki totalman nouvo apati yon sèl selil "totipotans" (yon selil ki ka bay plizyè kalite selil) lè yo dediferansye epi rediferansye an selil ki gen diferan estrikti ak fonksyon. Kondisyònman atifisyèl selil totipotans sa yo atravè kilti tisi plant yo lajman itilize pou pwoteksyon plant, elvaj, pwodiksyon espès transjenik ak pou rechèch syantifik. Tradisyonèlman, kilti tisi pou rejenerasyon plant mande pou itilizasyon regilatè kwasans plant (GGR), tankou oksin ak sitokinin, pou kontwole diferansyasyon selilè. Sepandan, kondisyon ormonal optimal yo ka varye anpil selon espès plant lan, kondisyon kilti yo ak kalite tisi a. Se poutèt sa, kreye kondisyon eksplorasyon optimal yo ka yon travay ki pran anpil tan epi ki mande anpil travay.
Pou simonte pwoblèm sa a, Pwofesè Asosye Tomoko Ikawa, ansanm ak Pwofesè Asosye Mai F. Minamikawa nan Inivèsite Chiba, Pwofesè Hitoshi Sakakibara nan Lekòl Syans Biyo-Agrikòl Inivèsite Nagoya ak Mikiko Kojima, yon teknisyen ekspè nan RIKEN CSRS, te devlope yon metòd inivèsèl pou kontwole plant atravè règleman. Ekspresyon jèn diferansyasyon selilè "reglemante devlopman" (DR) pou reyalize rejenerasyon plant. Pibliye nan Volim 15 Frontiers in Plant Science nan dat 3 avril 2024, Doktè Ikawa te bay plis enfòmasyon sou travay rechèch yo a, li deklare: "Sistèm nou an pa itilize PGR ekstèn, men pito itilize jèn faktè transkripsyon pou kontwole diferansyasyon selilè. menm jan ak selil pluripotans ki pwovoke nan mamifè yo."
Chèchè yo te eksprime ektopikman de jèn DR, BABY BOOM (BBM) ak WUSCHEL (WUS), ki soti nan Arabidopsis thaliana (ki te itilize kòm yon plant modèl) epi yo te egzamine efè yo sou diferansyasyon kilti tisi tabak, leti ak petounya. BBM kode yon faktè transkripsyon ki kontwole devlopman anbriyonè a, tandiske WUS kode yon faktè transkripsyon ki kenbe idantite selil souch nan rejyon meristèm apikal tij la.
Eksperyans yo te montre ke ekspresyon Arabidopsis BBM oswa WUS poukont li pa sifi pou pwovoke diferansyasyon selilè nan tisi fèy tabak. Okontrè, ko-ekspresyon BBM fonksyonèlman amelyore ak WUS fonksyonèlman modifye pwovoke yon fenotip diferansyasyon otonòm akselere. San yo pa itilize PCR, selil fèy transjenik yo te diferansye an kal (mas selilè dezòganize), estrikti ki sanble ak ògàn vèt ak boujon advantis. Analiz reyaksyon chèn polimeraz kantitatif (qPCR), yon metòd ki itilize pou quantifye transkripsyon jèn, te montre ke ekspresyon Arabidopsis BBM ak WUS te korele ak fòmasyon kal ak tij transjenik.
Lè yo konsidere wòl enpòtan fitoòmòn yo nan divizyon ak diferansyasyon selilè, chèchè yo te mezire nivo sis fitoòmòn, sètadi oksin, sitokinin, asid absizik (ABA), giberelin (GA), asid jasmonik (JA), asid salisilik (SA) ak metabolit li yo nan rekòt plant transjenik. Rezilta yo te montre ke nivo oksin aktif, sitokinin, ABA, ak GA inaktif yo ogmante pandan selil yo ap diferansye an ògàn, sa ki mete aksan sou wòl yo nan diferansyasyon selil plant ak òganogenèz.
Anplis de sa, chèchè yo te itilize transkriptòm sekans ARN, yon metòd pou analiz kalitatif ak kantitatif ekspresyon jèn, pou evalye modèl ekspresyon jèn nan selil transjenik ki montre diferansyasyon aktif. Rezilta yo te montre ke jèn ki gen rapò ak pwopagasyon selilè ak oksin te anrichi nan jèn ki reglemante diferansyèlman. Yon egzamen pi lwen lè l sèvi avèk qPCR te revele ke selil transjenik yo te ogmante oswa diminye ekspresyon kat jèn, ki gen ladan jèn ki reglemante diferansyasyon selil plant, metabolis, òganogenèz, ak repons oksin.
An jeneral, rezilta sa yo revele yon nouvo apwòch versatile pou rejenerasyon plant ki pa mande aplikasyon ekstèn PCR. Anplis de sa, sistèm ki itilize nan etid sa a ka amelyore konpreyansyon nou sou pwosesis fondamantal diferansyasyon selil plant yo epi amelyore seleksyon byoteknolojik espès plant itil yo.
Pou mete aksan sou aplikasyon potansyèl travay li a, Doktè Ikawa te di, "Sistèm yo rapòte a te kapab amelyore elvaj plant yo lè li bay yon zouti pou pwovoke diferansyasyon selilè selil plant transjenik san yo pa bezwen PCR. Se poutèt sa, anvan yo aksepte plant transjenik kòm pwodwi, sosyete a ap akselere elvaj plant yo epi redwi depans pwodiksyon ki asosye avèk yo."
Konsènan Pwofesè Asosye Tomoko Igawa Doktè Tomoko Ikawa se yon pwofesè asistan nan Lekòl Etid Ortikilti, Sant Syans Molekilè Plant yo, ak Sant Rechèch Agrikilti ak Ortikilti Espasyal, Inivèsite Chiba, Japon. Rechèch li yo gen ladan repwodiksyon seksyèl plant ak devlopman ak byoteknoloji plant. Travay li konsantre sou konpreyansyon mekanis molekilè repwodiksyon seksyèl ak diferansyasyon selil plant yo lè l sèvi avèk divès sistèm transjenik. Li gen plizyè piblikasyon nan domèn sa yo epi li se yon manm Sosyete Japonè pou Byoteknoloji Plant yo, Sosyete Botanik Japonè a, Sosyete Japonè pou Elvaj Plant yo, Sosyete Japonè pou Fizyoloji Plant yo, ak Sosyete Entènasyonal pou Etid Repwodiksyon Seksyèl Plant yo.
Diferansyasyon otonòm selil transjenik san itilizasyon ekstèn òmòn: ekspresyon jèn andojèn ak konpòtman fitoòmòn
Otè yo deklare ke rechèch la te fèt san pa gen okenn relasyon komèsyal oswa finansye ki ta ka entèprete kòm yon potansyèl konfli enterè.
Avètisman: AAAS ak EurekAlert pa responsab pou presizyon kominike laprès ki pibliye sou EurekAlert! Nenpòt itilizasyon enfòmasyon pa òganizasyon ki bay enfòmasyon an oswa atravè sistèm EurekAlert la.
Dat piblikasyon: 22 Out 2024