Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi araştırmacıları, bitki hücresinin bir bölmesinden diğerine önemli bir geni başarıyla aktararak normal şekilde büyüyen ancak polen ve canlı tohum eksikliği gösteren tütün bitkileri üretmeyi başardılar. Bu bulgular, tarım ürünlerinin verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için daha iyi tohum üretme yolları geliştirmek veya böğürtlen, mor çilek veya muscadine üzümü gibi arzu edilen özelliği eksik olan meyve türlerine “tohumsuzluk” özelliği eklemek için kullanılabilir.
Araştırmacılar çalışmaya hücrenin enerji üreten kısmı olan mitokondriden başladılar. Bitkilerde, mitokondriyal genomdaki sapmalar, birçok önemli mahsulde yüksek verimli hibrit tohumların üretimi için başarıyla kullanılan sitoplazmik eril kısırlık (CMS) olarak bilinen bir özellik olan polen oluşturamama ile ilişkilendirilebilir. Bununla birlikte, ticari ölçekte hibrit tohum üretimini kolaylaştıracak kadar sağlam olan doğal olarak oluşan CMS tabanlı sistemler sınırlıdır.
NC Eyalet Üniversitesi araştırmacıları, kavram kanıtlama çalışmalarında Precision BioSciences ve Elo Life Systems’den meslektaşlarıyla birlikte, bitki araştırmalarında yaygın olarak kullanılan bir model tür olan tütünde CMS özelliğinin üretilip üretilemeyeceğini test etmek için benzersiz bir strateji uyguladılar.
Araştırmacılar başlangıçta atp1 adı verilen temel bir mitokondriyal geni aldılar ve onu, aktarılan atp1 geninin polen üretiminden sorumlu olanlar hariç bitkinin her hücresinde eksprese edilmesine izin vereceğini tahmin ettikleri promotör olarak bilinen bir unsurun düzenleyici kontrolü altına yerleştirdikten sonra nükleusa taşıdılar. Araştırmacılar daha sonra doğal atp1 genini mitokondriden kalıcı olarak çıkarmak için genom düzenleme araçlarını kullandılar.
Yaklaşımları başarılı oldu.
NC Eyalet Üniversitesinde Bitki Bilimi Profesörü olan Philip Morris ve araştırmayı açıklayan makalenin yazarı olan Ralph Dewey, “Sonuçlar beklentilerimizi aştı” dedi. “Bitkiler çiçeklenmeye başlayana kadar tamamen normal görünüyordu ancak daha sonra polen üretemediler çünkü aktarılan atp1 geni artık eksprese edilmiyordu. Daha da önemlisi, orijinal atp1 geni mitokondriyal genomdan silindiği için, özellik maternal olarak kalıtılacaktır. Bu da büyük ölçekli hibrit tohum üretimi için çok önemli bir husustur.”
Tekniğin tek zararı polen değildi. Normal bir komşu bitkiden polen kullanılarak çapraz döllendiğinde, tütün bitkileri beklenmedik bir şekilde karpuz ve üzüm gibi popüler “tohumsuz” meyvelerde görülenlere çok benzeyen küçük, içi boş tohumlar üretti.
Dewey, “Bunun nedeni, seçtiğimiz promotörün sadece polen oluşumu sırasında değil, aynı zamanda erken tohum gelişimi sırasında da eksprese edilememesidir” dedi.
Dewey, ekibinin şimdi bu sonuçları çözmek için çalıştığını, böylece araştırmacıların, her ikisi yerine aynı anda ya polen kısırlığı ya da tek başına tohumsuz özellik elde edebileceklerini söyledi.
Dewey ayrıca bulguların tütün bitkileriyle sınırlı kalmaması gerektiğini vurguladı. Yeni nesil deneyleri, tütünün yakın bir akrabası olan domateste tohumsuz özelliğin test edilmesini içerecek. Ayrıca yeni CMS özelliklerini pirinç gibi bir tahılda test ederek, hibrit tohum üretiminin maksimum verim elde etmek için önemli olduğu bir mahsulde sistemlerinin etkinliğini test edecekler.
“Sistemin çalışma şeklini bildiğimizden, teknolojiyi diğer bitki türlerine etkili bir şekilde aktaramayacağımıza inanmak için hiçbir neden yok” dedi.
Çalışma Frontiers in Plant Science dergisinde yayınlandı. [1]Study examines the hard reality that no pollen means no seeds
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | Study examines the hard reality that no pollen means no seeds |
|---|
