Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một liên minh toàn cầu của các nhà nghiên cứu đã đi tiên phong trong một phương pháp mới để nhanh chóng tuyển dụng các gen kháng bệnh từ thực vật hoang dã để chuyển vào cây trồng trong nước. Kỹ thuật này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa sự phát triển của các giống kháng bệnh để cung cấp thực phẩm toàn cầu.
Một liên minh toàn cầu của các nhà nghiên cứu đã đi tiên phong trong một phương pháp mới để nhanh chóng tuyển dụng các gen kháng bệnh từ thực vật hoang dã để chuyển vào cây trồng trong nước. Kỹ thuật này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa sự phát triển của các giống kháng bệnh để cung cấp thực phẩm toàn cầu.
Kỹ thuật có tên AgRenSeq được phát triển bởi các nhà khoa học tại Trung tâm John Innes ở Anh làm việc với các đồng nghiệp ở Úc và Mỹ. Nó đã được công bố ngày hôm nay trong Công nghệ sinh học tự nhiên .
Kết quả này đẩy nhanh cuộc chiến chống lại mầm bệnh đe dọa cây lương thực toàn cầu, bao gồm lúa mì, đậu nành, ngô, gạo và khoai tây, tạo thành một lượng lớn ngũ cốc trong chế độ ăn uống của con người.
Giáo sư Harbans Bariana từ Viện Nông nghiệp Sydney và Trường Khoa học Môi trường và Cuộc sống là một chuyên gia toàn cầu về di truyền bệnh gỉ sắt ngũ cốc và là đồng tác giả của bài báo.
Ông nói: “Công nghệ này sẽ củng cố phát hiện và mô tả nhanh chóng các nguồn kháng bệnh mới ở thực vật.”
Nghiên cứu hiện tại dựa trên công trình hợp tác trước đây được thực hiện bởi Giáo sư Bariana với Trung tâm CSIRO và John Innes. Nó đã sử dụng hai gen lúa mì được nhân bản bởi nhóm quốc tế này để kiểm soát và Giáo sư Bariana đã tiến hành đánh giá kiểu hình cho nghiên cứu.
AgRenSeq cho phép các nhà nghiên cứu tìm kiếm một thư viện các gen kháng được phát hiện trong các họ hàng hoang dã của cây trồng hiện đại để họ có thể nhanh chóng xác định các trình tự liên quan đến khả năng chống lại bệnh tật.
Từ đó, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng các kỹ thuật trong phòng thí nghiệm để nhân bản gen và đưa chúng vào các giống cây trồng ưu tú để bảo vệ chúng chống lại mầm bệnh và sâu bệnh như rỉ sắt, phấn trắng và ruồi Hessian.
Tiến sĩ Brande Wulff, một nhà lãnh đạo dự án di truyền cây trồng tại Trung tâm John Innes và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Chúng tôi đã tìm ra cách để quét bộ gen của một họ hàng hoang dã của cây trồng và chọn ra các gen kháng mà chúng ta cần : và chúng tôi có thể làm điều đó trong thời gian kỷ lục. Đây từng là một quá trình mất 10 hoặc 15 năm và giống như tìm kiếm một cây kim trong đống cỏ khô.
“Chúng tôi đã hoàn thiện phương pháp để có thể nhân bản các gen này trong vài tháng và chỉ với hàng ngàn đô la thay vì hàng triệu đô la.”
Nghiên cứu cho thấy AgRenSeq đã được thử nghiệm thành công trong một họ hàng hoang dã của lúa mì – với các nhà nghiên cứu xác định và nhân bản bốn gen kháng thuốc cho mầm bệnh rỉ sắt tàn phá trong không gian nhiều tháng. Quá trình này sẽ dễ dàng mất một thập kỷ sử dụng các phương tiện thông thường.
Công việc trong lúa mì hoang dã đang được sử dụng như một bằng chứng về khái niệm, chuẩn bị cho phương pháp được sử dụng để bảo vệ nhiều loại cây trồng có họ hàng hoang dã bao gồm, đậu tương, đậu, bông, ngô, khoai tây, lúa mì, lúa mạch, gạo, chuối và ca cao.
Cây trồng ưu tú hiện đại, trong quá trình tìm kiếm năng suất cao hơn và các đặc điểm nông học mong muốn khác, đã mất rất nhiều sự đa dạng di truyền đặc biệt là khả năng kháng bệnh.
Giới thiệu lại gen kháng bệnh từ họ hàng hoang dã là một cách tiếp cận bền vững về kinh tế và môi trường để nhân giống cây trồng kiên cường hơn. Tuy nhiên, việc xâm nhập các gen này vào cây trồng là một quá trình tốn nhiều công sức bằng các phương pháp nhân giống truyền thống.
Phương pháp mới kết hợp giải trình tự DNA thông lượng cao với tin sinh học hiện đại.
Tiến sĩ Sanu Arora, tác giả đầu tiên của bài báo từ Trung tâm John Innes cho biết: “Những gì chúng tôi có bây giờ là một thư viện các gen kháng bệnh và chúng tôi đã phát triển một thuật toán cho phép các nhà nghiên cứu quét nhanh thư viện đó và tìm các gen kháng chức năng”.
Tiến sĩ Wulff nói: “Đây là đỉnh cao của một giấc mơ, kết quả của nhiều năm làm việc. Kết quả của chúng tôi chứng minh rằng AgRenSeq là một giao thức mạnh mẽ để phát hiện nhanh các gen kháng từ một bảng điều khiển đa dạng di truyền của một họ hàng hoang dã”, ông nói.
“Nếu chúng ta có dịch, chúng ta có thể đến thư viện của mình và cấy mầm bệnh đó qua bảng đa dạng của chúng ta và chọn ra các gen kháng thuốc. Sử dụng nhân bản tốc độ và nhân giống tốc độ, chúng ta có thể đưa gen kháng vào các giống ưu tú trong vài năm, như một phượng hoàng trỗi dậy từ đống tro tàn. “
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Sydney . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :