Einer der wichtigsten Faktoren, der den Ertrag von Pflanzen verringert, ist der Mangel an Feuchtigkeit. Unter den Bedingungen des Klimawandels werden Trockenheit und Bodenversalzung zunehmen. In diesem Zusammenhang suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten, die Stressresistenz von Pflanzen zu erhöhen.
Biologen der Staatlichen Universität Tomsk tun dies zusammen mit Kollegen des Instituts für Zytologie und Genetik der sibirischen Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften und des Instituts für Physiologie der Russischen Akademie der Wissenschaften mithilfe von Genom-Editing-Technologien, berichteten sie offizielle Website der Staatlichen Universität Tomsk.
Sie modifizieren Agrobakterien und verleihen Pflanzen mit ihrer Hilfe neue Eigenschaften.
– Die moderne Landwirtschaft ist aufgrund zahlreicher negativer Umweltfaktoren mit einem Rückgang der Ernteerträge konfrontiert. Wasserknappheit, die zu Dürre und Bodenversalzung führt, wird zu einem globalen Problem, - sagt Marina Efimova, Forscherin an der Abteilung für Pflanzenphysiologie, Biotechnologie und Bioinformatik des Biologischen Instituts der TSU. – Früher wurde die Resistenz von Pflanzen durch Selektionsmethoden erhöht, aber das ist ein langfristiger Prozess, der wie die klassische Gentechnik der Genom-Editierung an Effizienz unterlegen ist.
Die Entwicklung von Gentechnik und Genom-Editing-Methoden hat es ermöglicht, Pflanzengene zu modifizieren, die für ihre Resistenz gegen Stressfaktoren verantwortlich sind. Das Projekt von Biologen, das mit Unterstützung des Programms Priorität 2030 durchgeführt wird, zielt darauf ab, wichtige regulatorische Gene zu finden, die die Pflanzentoleranz gegenüber Trockenheit, Salzgehalt und schädlichen Temperaturen bestimmen. Biologen verwenden das Bearbeitungssystem CRISPR/Cas9 als Werkzeug, um Gene auszuschalten.
Eine Versuchsreihe wurde von Wissenschaftlern an der Pflanze Arabidopsis thaliana durchgeführt – dabei handelt es sich um ein klassisches Modellobjekt für die Forschung, die sogenannte „Pflanze Drosophila“.
Die Bakterien selbst verändern die wirtschaftlich wertvollen Eigenschaften der Pflanze nicht, aber sie dringen durch den Pollenschlauch in die Pflanze ein und übertragen eine DNA-Sequenz, die eine Mutation in das vom Forscher ausgewählte Pflanzengen einführt. Samen, die nach dem „Tauchen“ reifen, unterscheiden sich bereits von der Mutterpflanze. Auf diese Weise ist es möglich, die an der Manifestation von Pflanzenreaktionen auf verschiedene Stresseinflüsse beteiligten Gene zu kontrollieren oder beliebige andere Eigenschaften zu verändern. Die Forscher planen, Tests an Raps- und Flachspflanzen durchzuführen.
Lassen Sie uns hinzufügen, dass diese Studie wegweisend ist – derzeit gibt es nur wenige Berichte über die Genome Editing in Reis, Weizen und Tomaten.