استفاده از ژن های جهش یافته گوجه فرنگی برای بهبود مقاومت به خشکسالی در محصولات زراعی
خانواده ای از ژن های جهش یافته که در گوجه فرنگی یافت می شوند، توانایی تولید محصول با صفات بهبود یافته مانند مقاومت در برابر خشکسالی را دارند.محققان آزمایشگاه Sainsbury دانشگاه کمبریج (SLCU) و محققان گروه علوم گیاهی کشف کرده اند که فشار خشکسالی، فعالیت یک خانواده ژن های جهش یافته را تحریک می کند که در واقع همان انتقال دهنده های Rider هستند که قبلا در شکل و رنگ میوه در گوجه فرنگی نقش داشتند.
توصیف آن‌ها از Rider، که در مجلهPLOS Genetics منتشر شده، نشان داد که خانواده Rider در سایر محصولات نیز حضور فعال دارند و پتانسیل آن را به عنوان منبع تغییرات جدید برجسته می‌کند، که می‌تواند به گیاهان برای کنار آمدن با شرایط بدتر(مانند تغییر آب و هوا) کمک کند.دکتر ماتیاس بنوئیت گفت: “ترانسپوزون ها(حاوی قطعاتی از DNA هستند که می توانند حرکت کرده و به مکان های متفاوتی از کروموزوم مهاجرت کنند.) پتانسیل بالایی برای بهبود محصولات زراعی دارند.
آن‌ها محرک قدرتمند تنوع صفات هستند و ما برای بهبود نسل های محصولات زراعی خود از این صفات استفاده می‌کردیم، اما اکنون شروع به درک و بررسی مکانیسم‌های مولکولی درگیر در این فرآیند نموده‌ایم.”ترانسپوزون ها، که معمولاً ژن های جهش یافته نامیده می شوند، قطعه های متحرک از کدهای DNA هستند که می‌توانند خود را در موقعیت های جدیدی از ژنوم کپی کنند.
آن ها می توانند ژن ها را تغییر دهند، مختل کنند یا تقویت کنند و یا به هیچ وجه اثر نداشته باشند. باربارا مک کلینتوک(دانشمند برنده جایزه نوبل) در دهه 1940 ترانسپوزون ها را در هسته های ذرت کشف کرد. اکنون دانشمندان متوجه شده اند که ترانسپوزون ها به هیچ وجه ناخواسته نیستند، بلکه در واقع نقش مهمی در فرایند تکاملی و در تغییر بیان ژن و خصوصیات فیزیکی گیاهان دارند.
استفاده از ژن های جهش یافته در حال حاضر در گیاهان برای تولید ویژگی های جدید می تواند تغییری چشمگیر در تکنیک های سنتی تولیدمثل باشد و این امر باعث می شود که به سرعت بتوان صفات جدیدی را در محصولات زراعی که به طور سنتی تولید می شد، برای تولید اشکال، رنگ ها و اندازه های یکنواخت با کارآمدی بالا و حداکثر عملکرد تولید کرد. استفاده از ژن های جهش یافته تولید تنوع عظیمی از صفات جدید را قادر می سازند، که می توانند با استفاده از فناوری های هدفمندسازی ژن، بهینه شوند.دکتر Hajk Drost در SLCU، یکی از نویسندگان مقاله گفت: “در یک جمعیت بزرگ مانند گونه های گوجه فرنگی، که در آن ترانسپوزون ها در هر فرد فعال می شوند، انتظار داریم تنوع عظیمی از صفات جدید را مشاهده کنیم. با کنترل روند “جهش تصادفی” در گیاه می توان این روند را تسریع کرد و فنوتیپ های جدیدی را تولید نمود که حتی نمی توانستیم تصور کنیم.”امروزه فناوری های هدف یابی ژن بسیار قدرتمند هستند، اما غالباً برای دستیابی به نتایج مفید، نیاز به درک عملکردی از ژن موردنظر دارند و معمولاً فقط یک یا چند ژن را مورد هدف قرار می دهند.
فعالیت ترانسپوزون ها ابزاری بومی است که از قبل در گیاه وجود دارد و می تواند برای تولید فنوتیپ ها یا مقاومت های جدید و نیز تکمیل تلاش های هدفمند کردن ژن دستخوش تغییر گردد. استفاده از ترانسپوزون ها روشی عاری از تراریخت نمودن برای اصلاح نژادها فراهم می کند که دارای مطابقت با قانون فعلی اتحادیه اروپا درباره ارگانیسم های اصلاح شده ژنتیکی می باشد.این کار همچنین نشان داد که Rider در چندین گونه گیاهی از جمله محصولات مهم اقتصادی مانند کلزا، چغندر و کینوا وجود دارد.
این گستره و عملکرد منجر به ترغیب دانشمندان در انجام تحقیقات بیشتر راجع به چگونگی فعال شدن آن به صورت كنترل، یا فعال كردن مجدد شده تا بتوان از پتانسیل آن ها استفاده كرد. چنین رویکردی توانایی کاهش قابل توجهی در مدت زمان پرورش در مقایسه با روش های سنتی را دارد.بنوویت گفت: “فعالیت Rider در اثر خشکسالی ایجاد می شود و نشان می دهد که می تواند شبکه های نظارتی ژنی جدید ایجاد کند که به گیاه در پاسخ به خشکسالی کمک کند.
این بدان معنی است که ما می توانیم از آن برای پرورش نژاد هایی که با تنش خشکی بهتر سازگار هستند، استفاده کنیم. این امر خصوصاً در مواقع گرم شدن کره زمین، جایی که در آن نیاز فوری به پرورش محصولات مقاوم تر وجود دارد، قابل توجه است.” این کار توسط شورای تحقیقات اروپا و بنیاد خیرخواهانه Gastby پشتیبانی شد.
