Forskere fra Universitetet i Tel Aviv har kunngjort en nyskapende oppdagelse innen landbruksvitenskap. De utvikler tomatsorter ved hjelp av CRISPR-genredigerings-teknologi som opprettholder avlingsmengden samtidig som de bruker mindre vann. Denne innovasjonen tar tak i den kritiske utfordringen med å øke avlingene under tørkeforhold, noe som blir et stadig større problem i en tid med global oppvarming og minkende tilgang på ferskvann.
Ledet av professor Shaul Yalovsky og Nir Sade fra Avdeling for plantevitenskap og matsikkerhet ved Universitetet i Tel Aviv, inkluderte det tverrfaglige teamet også tidligere doktorgradsstipendiat Maliikarjuna Rao Puli og doktorgradsstudent Purity Muchoki. Forskere fra Ben-Gurion-universitetet og University of Oregon deltok også i forskningen. Resultatene av deres arbeid ble publisert i den prestisjefylte journalen PNAS.
Forskerteamet understreket at på grunn av global oppvarming og avtagende ferskvannsressurser, er det et økende behov for landbruksavlinger som bruker mindre vann uten å ofre avlingsmengden. De forklarte hvordan planter regulerer vanntap og opptak av karbondioksid gjennom stomata (spalteåpninger) på bladene sine, en prosess som blir kritisk ubalansert under tørkeforhold.
Forskningen fokuserte på genet ROP9, som spiller en avgjørende rolle i reguleringen av åpning og lukking av stomata.
«Vi oppdaget at eliminering av ROP9-genet ved hjelp av CRISPR-teknologi fører til delvis lukking av stomata, spesielt merkbart ved middagstid,» forklarte Yalovsky. «Effekten er spesielt sterk ved middagstid når vanntap gjennom transpirasjon er på sitt høyeste. Derimot observerte vi ingen betydelig forskjell i vanntap mellom kontrollplantene og de genetisk modifiserte plantene uten ROP9-genet om morgenen og ettermiddagen, når transpirasjonsraten er lavere. Ved å holde stomata åpne om morgenen og ettermiddagen kunne plantene ta opp tilstrekkelig mengde karbondioksid og forhindre nedgang i sukkerproduksjonen gjennom fotosyntesen, selv i ettermiddagstimer når stomata var mer lukket hos de modifiserte plantene.»
Omfattende feltforsøk viste at genetisk modifiserte planter uten ROP9-genet ikke hadde noen kompromisser når det gjelder fotosyntese, avlingsmengde og kvalitet, inkludert sukkerinnholdet i fruktene. Videre avslørte forskningen en ny mekanisme for regulering av stomatal åpning relatert til nivåene av reaktive oksygenspecies.
Sade understreket betydningen av funnene deres og uttalte i en pressemelding: «Det er en betydelig likhet mellom ROP9-genet i tomater og ROP-proteinene som finnes i andre dyrkede planter som paprika, aubergine og hvete.»
Han la til at denne likheten antyder at prinsippene oppdaget i dette arbeidet kan føre til utvikling av avlingsvarianter som bruker vann mer effektivt på en bredere skala, og dermed gi en lovende løsning for landbruket under tørre forhold. Mer informasjon om forskningen finnes i artikkelen på nettsiden https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2309006120.
Ofte stilte spørsmål:
1. Hva er den landbruksmessige innovasjonen kunngjort av forskerne fra Universitetet i Tel Aviv?
Forskerne fra Universitetet i Tel Aviv utvikler tomatsorter som opprettholder avlingsmengden samtidig som de bruker mindre vann ved hjelp av CRISPR-genredigerings-teknologi.
2. Hvorfor er slike tomatsorter viktige?
Tomatsorter som bruker mindre vann er viktige i sammenheng med global oppvarming og avtagende tilgang på ferskvann. De tar tak i den kritiske utfordringen med å øke avlingene under tørkeforhold.
3. Hva er de viktigste funnene i forskningen utført av forskerteamet?
Forskningen viste at eliminering av ROP9-genet ved hjelp av CRISPR-teknologi fører til delvis lukking av stomata på plantene, spesielt merkbart ved middagstid. Likevel klarte plantene fortsatt å ta opp tilstrekkelig mengde karbondioksid og opprettholde høy produksjon av sukker gjennom fotosyntesen selv i ettermiddagstimer. Resultatene fra feltforsøk indikerer at genetisk modifiserte planter ikke ofrer fotosyntese, avlingsmengde og kvalitet.
4. Hvilke andre planter kan dra nytte av oppdagelsen knyttet til ROP9-genet?
Likheter mellom ROP9-genet i tomater og ROP-proteinene funnet i andre dyrkede planter som paprika, aubergine og hvete antyder at oppdagelser knyttet til dette genet kan føre til utvikling av avlingsvarianter som bruker vann mer effektivt på en bredere skala.
5. Hvor kan mer informasjon om forskningen finnes?
Mer informasjon om forskningen finnes i artikkelen på nettsiden https://www.pnas.org.
The source of the article is from the blog shakirabrasil.info