فناوری کریسپر زمان گلدهی درختان را از یک دهه به چند ماه کاهش می‌دهد

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، پرورش انتخابی گیاهان می‌تواند به ایجاد ویژگی‌های مفید جدید در آنها کمک کند، اما درختان چرخه زایشی طولانی‌تری دارند. اکنون، دانشمندان دانشگاه جورجیا از روش ویرایش ژن کریسپر (CRISPR) برای گلدهی درختان صنوبر استفاده کرده‌اند تا زمان گلدهی این درختان از چند دهه به چندماه کاهش پیدا کند.

اصلاح نباتات به منظور پرورش، تقویت و حتی ایجاد صفات مطلوب در گیاهان است. این روش می تواند شامل افزایش اندازه، تغییر ظاهر، افزایش ارزش غذایی، عملکرد، مقاومت در برابر آفات، و تحمل گرما، سرما، شوری یا خشکی باشد. این کا معمولاً شامل انتخاب و تلاقی گیاهان دارای این صفات است، اما دستیابی به این هدف مستلزم انتظار برای بلوغ گیاهان است.

استفاده از این فناوری در بسیاری از موارد خوب است - برای مثال، چرخه تولید مثل سبزیجات چند ماه است، بنابراین یک چرخه نسبتاً سریع برای دیدن نتیجه این آزمایش‌ها محسوب می‌شوند. اما در مورد درختان موضوع متفاوت است، زیرا ممکن است میوه‌دهی آن‌ها چندین سال طول بکشد.

 در این مطالعه جدید، محققان دانشگاه جورجیا به استفاده از فناوری ویرایش ژن کریسپر روی آوردند تا به این فرآیند سرعت ببخشند. هدف آنها درخت صنوبر بود، درختی که دوره جوانی طولانی دارد و می تواند 7 تا 10 سال طول بکشد تا شروع به گل دادن کند. بدیهی است که برای بررسی موفقیت آمیز بودن ایجاد یک نژاد با صفات خاص این مدت زمان زیادی است.

اغلب زمانی که دانشمندان از روش‌های ویرایش ژن برای ترغیب گلدهی اولیه در درختان و گییاهان استفاده می‌کنند، روی ژن‌های تنظیم‌کننده‌ای تمرکز می‌کنند که بر رشد گل در گیاه تأثیر مثبت می‌گذارند، اما در صنوبر استفاده از این روش با موفقیت‌های مقطعی همراه بوده است. بنابراین پژوهشگران در این مطالعه جدید، روش خود را تغییر دادند و در عوض به سراغ ژن‌هایی رفتند که بر روی گلدهی گیاه تأثیر منفی می‌گذارند و مانع از گل دهی می‌شوند.

محققان از روش کریسپر برای حذف ژنی به نام CENTRORADIALIS (CEN) استفاده کردند که به عنوان دلیل سرکوب  و مهار شروع گل‌دهی در صنوبرهای جوان شناخته شده است. مطمئناً، با حذف این ژن نمونه های صنوبر ویرایش شده خیلی سریعتر از سایر نمونه‌ها بالغ شدند.

سی جی تسای ، یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: روش‌های قبلی برای القای گل‌‌دهی زودرس در صنوبرها ناسازگار بود و به کار فشرده نیاز داشت. اما با استفاده از فناوری کریسپر برای ویرایش یک ژن سرکوب کننده گل‌، می‌توانیم زمان گلدهی را از بیش از هفت سال به سه تا چهار ماه و دوره رشد اندام گل در طول سال را به چند روز کاهش دهیم. در ادامه تصویری از یک صنوبر گلدار را که در آزمایشگاه رشد کرده و خیلی زودتر از آنچه که به طور طبیعی بالغ می‌شود گل داده است را مشاهده می‌کنید:

 پژوهشگران معتقدند این پیشرفت می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا ویژگی‌های جدیدی را در صنوبرها و درختان دیگر خیلی سریع‌تر از حد معمول به وجود بیاورند. به عنوان مثال، محققان این سیستم را با انجام یک ویرایش ژنی دیگر آزمایش کردند که اتصال دانه‌های پنبه‌مانندی را که در بهار ایجاد می‌شود و می‌تواند محرک اصلی برای افراد مبتلا به آلرژی باشد را کاهش می دهد.

 تسای می‌گوید : « استفاده از فناوری ویرایش ژن کریسپر یک مبنای مولکولی برای امکان تولید دانه‌های بدون مو را فراهم می‌کند که می‌تواند انتشار آلرژن‌ها را در مناطق شهری یا جنگلی کاهش دهد.»

این پژوهش اخیرا در مجله New Phytologist منتشر شده است.