كيف تم إنشاء سلالات جديدة من القمح بمساعدة تحرير الجينوم ، وما هي الصفات التي اكتسبتها وكيف تختلف التكنولوجيا الجديدة عن تكوين الكائنات الحية المعدلة وراثيًا ، كما ورد في معهد عموم روسيا لبحوث التكنولوجيا الحيوية الزراعية. قمح 2.0
بدأ علماء مركز الجينوم التابع لمعهد أبحاث التكنولوجيا الحيوية الزراعية لعموم روسيا (VNIISB) ، أعضاء اتحاد مركز كورشاتوف الجينومي ، في إنشاء سلالات خاصة من القمح ، تم تعديل جينومها باستخدام محرر CRISPR / Cas9.
يقول ميخائيل ديفاشوك ، مرشح العلوم البيولوجية ، رئيس مركز الجينوم VNIISB: "لأول مرة في روسيا ، أنشأنا منطقة منفصلة - مختبرًا للتنميط الظاهري الرقمي للنباتات المعدلة كجزء من تطوير مركز الجينوم" . - إن الشيء الأكثر إثارة للاهتمام الذي نقوم به هو على الأرجح إنشاء ودراسة نباتات كاملة التحرير. والأهم من ذلك كله أننا مهتمون بالمحصول الغذائي الرئيسي في روسيا - القمح.
العلامة & lt ؛ ط & GT ؛ في قلب كل هذا هو تقنية CRISPR / Cas9 المستخدمة لتحرير الجينوم الموجه ، ولكن التكنولوجيا الروسية أوسع بكثير من مجرد CRISPR / Cas9. بعد كل شيء ، يمكن للطلاب الآن ببساطة إعادة ترتيب بعض قطع الجينوم في أنبوب اختبار في فصول المختبر. / i
يستخدم العلماء تقنية التحرير بشكل هادف لإنتاج خطوط قمح محسنة. من الضروري اختيار جين مهم ، وتحديد نقطة التغييرات التي نريد إجراؤها على هذا الجين ، وإنشاء ناقل ، ثم قصف جرثومة قمح صغيرة بجزيئات الذهب مع النواقل المطورة ، وزراعة خلايا نباتية في المختبر ، وتجديدها ، وتكييفها ، جميع الشيكات ، وأخيراً الحصول على نبات كامل يعيش بالفعل بمفرده ويتكاثر بشكل طبيعي. لذلك يمكن استخدامه بالفعل لإنشاء مجموعة متنوعة.
يمكن تحسين القمح بعدة طرق.
يوضح ميخائيل ديفاشوك: "يمكنك تحسين جودتها واستقرارها عن قصد ، أو يمكنك ، على سبيل المثال ، تقليل فترة الغطاء النباتي - ثم تنضج بشكل أسرع".
تختلف ظروف زراعة النباتات في روسيا في كل مكان. ينمو قمح منطقة موسكو في ظروف منطقة الأرض غير السوداء ، على عكس فورونيج. تتميز التربة والمناخ في إقليم كراسنودار بخصائصها الخاصة ، بينما تتمتع سيبيريا بخصائصها الخاصة. يشرح العالم أنه من الضروري في مكان ما أن ينضج القمح بشكل أسرع ، "لضخ" الحبوب بالمغذيات قبل الحرارة أو الجفاف.
بسبب القدرة على تعديل الجينات بطريقة مستهدفة ، يمكن الآن "تخصيص" أنواع القمح لتلائم الظروف البيئية بشكل أسرع بكثير من طرق التربية التقليدية. / i
يقول الأكاديمي جينادي كارلوف ، مدير معهد عموم روسيا لبحوث التكنولوجيا الحيوية الزراعية: "تلقى معهدنا ، بالتعاون مع زملاء من معهدين روسيين آخرين (IBCh و ICG) ، قمحًا معدلًا وراثيًا لأول مرة في روسيا". "ولأول مرة في العالم ، قمنا بتحرير العديد من الجينات. يرتبط أحد هذه الجينات (VRN1) بطريقة حياة القمح - فبعد كل شيء ، هناك أشكال في الربيع والشتاء. نتيجة لأعمال التحرير ، نرى تواريخ عناوين سابقة. يمكن استخدام ذلك في المناطق الجافة التي تتطلب أصنافًا من القمح ذات موسم نمو أقصر ".
هضم الأسمدة
مجال آخر مهم في تعديل الأصناف هو قابلية هضم الأسمدة بالنباتات. بعد كل شيء ، يشرح الخبراء أن جزءًا كبيرًا من السعر الذي يتم تضمينه في حصاد الحبوب هو كمية السماد المطبق. / i
يسمح لك التدخل في الجينوم بتغيير التركيب النوعي للمنتجات التي يمكن الحصول عليها من القمح - الدقيق والمعكرونة والحبوب. يمكنك الجمع بين الجينات المعدلة بطريقة تحصل ، على سبيل المثال ، على النشا المقاوم ، والذي يتحلل بشكل سيئ للغاية في الجسم. وبالتالي ، يمكنك الحصول على منتج غذائي يحتوي على سعرات حرارية أقل. مع تركيبة مختلفة من الجينات ، سيصبح الخبز قديمًا بشكل أبطأ.
"الآن يتم زراعة القمح بشكل أساسي ، وهو أمر عالمي. إنه مناسب لكليهما ، لكنه ليس بالشكل الأمثل. يقول كارلوف. "نحصل على أشكال من القمح ، نأمل أن تتحول في المستقبل إلى أصناف ذات الخصائص الاستهلاكية المرغوبة. يمكن استخدامها لأغراض محددة. لنفترض أن أحدهما لإنتاج المعكرونة ، والآخر لإنتاج الخبز ، والثالث للوقود الحيوي. وأشار الأكاديمي إلى أن بعض النشا يستخدم من حيث المبدأ في علم الأدوية.
منطقة رمادية
ومع ذلك ، يعترف العلماء أنه في حين أن بذر القمح المعدل في الحقول لا يزال بعيدًا ، فإن هذا يعيق بشكل خطير النقص في التشريعات الروسية ، وبينما يظل تحرير الجينوم للمحاصيل "في المنطقة الرمادية".
أعتقد أننا سننتظر حتى يتم تسجيل أصنافنا ، كما يقول الأكاديمي جينادي كارلوف. - يعد إنشاء مجموعة متنوعة عملية طويلة جدًا ، تستغرق حوالي 10-20 عامًا. لكننا نأمل أن نمر بهذه الطريقة بشكل أسرع. "في روسيا ، في عام 2016 ، صدر قانون يحظر زراعة وتربية النباتات والحيوانات المعدلة وراثيًا في روسيا ، باستثناء العمل العلمي.
ومع ذلك ، فإن النباتات التي خضعت للتحرير الجيني باستخدام تقنية CRISPR / Cas9 لا تعتبر كائنات معدلة وراثيًا "كلاسيكية" من قبل عدد من المدارس العلمية. بعد كل شيء ، يتم تحرير جينات الجسم "الخاصة بهم" ، وبعد التحرير ، لا توجد معلومات جينية غريبة داخل الجينوم ، فهذه تغييرات يمكن التنبؤ بها والسيطرة عليها بشكل أكبر.
يربط العلماء آمالهم باعتماد تعديلات على قانون الكائنات المعدلة وراثيًا.
يقول Gennady Karlov: "من المخطط فصل النباتات المعدلة وراثيًا والمعدلة وراثيًا". - بالنسبة للمعدلة وراثيا ، على الأرجح ، سيستمر الحظر ، رغم أنه لا يزال هناك اتجاه في العالم للسماح بهذه النباتات. لكن من جانبنا ، نأمل حقًا أن يظل مسموحًا باستخدام المعدلة وراثيًا ".
لقد حصل العلماء بالفعل على براءتي اختراع لتقنيات التحرير الجديدة. هناك طلبان آخران للحصول على براءات اختراع معلقة للخطوط المعدلة جينيًا نفسها. / i
يقول ألكسندر بانشين: "ليس من المنطقي الخوف من الكائنات الحية المعدلة وراثيًا ، فهي ليست أسوأ من أنواع التربية الجديدة ، بل إنها أفضل من بعض النواحي فيما يتعلق بالسلامة ، إذا كنا نحاول أن نأخذ في الاعتبار بعض المخاطر غير المعروفة" ، دكتوراه باحث أول في معهد خاركيفيتش لمشاكل نقل المعلومات التابع لأكاديمية العلوم الروسية وعضو لجنة الأكاديمية الروسية للعلوم لمكافحة العلوم الزائفة. - لذلك ، يجب أن يكون الموقف تجاههم من وجهة نظر القانون هو نفس الموقف تجاه أصناف التربية العادية. يبدو لي أنه إذا تم تبني مثل هذه القوانين ، فإنها ستعطي دفعة كبيرة للهندسة الوراثية المحلية. لدينا العديد من المتخصصين الذين لديهم كل المؤهلات والمهارات اللازمة للقيام بذلك ، للإبداع. الشيء الوحيد الذي يوقفهم هو فهم أنه لا فائدة من القيام بذلك في روسيا ، وأن هناك هجرة للأدمغة ، ونزيف من الموظفين الأكفاء ، وهناك شعور باليأس عندما لا يستطيع العلماء فعل ما يودون القيام به ، تفيد البشرية ".
يجب بالتأكيد تطوير هذه التقنيات على الأقل في حالة وجود أي ظروف قاهرة. يقول العلماء إنه يكفي أن نتذكر في هذا الصدد قصة COVID-19. عندما ظهرت روسيا ، كانت أول من ابتكر لقاحًا. حدث هذا لأنه في NICEM لهم. ن. لقد دأب آل جمالي على دراسة وتطوير تقنيات اللقاح القائمة على الفيروسات الغدية لسنوات عديدة. وفي الزراعة ، لا يوجد أحد محصن من ظهور مرض ضار جديد من شأنه أن يخترق أي حماية للأصناف الحالية. وستكون أداة التحرير هي الأفضل لحل هذه المشكلة مع المربين وعلماء أمراض النبات.
لذا فإن العمل على قدم وساق في VNIISB. في الوقت الحالي ، تم إنشاء قمح معدل في إطار مركز الجينوم. تم ذلك بالتعاون الوثيق مع فريق بقيادة سيرجي دولجوف من معهد الكيمياء العضوية الحيوية RAS وإيلينا سالينا من ICG SB RAS.
في روسيا ، هذه أول تجربة ناجحة في الحصول على قمح معدل.
bbabo.Net