Chińscy naukowcy opracowali generację „czystych i płodnych linii ziemniaków” wyposażonych w technologie edycji genomu, co stanowi przełomowe osiągnięcie.
W eksperymencie prowadzonym przez Huanga Sanwena, badacza z Instytutu Genomiki Rolnictwa w Shenzhen (AGIS) przy Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych (CAAS), wykorzystano projekt genomu do przekształcenia hodowli ziemniaków z powolnego, nieakumulacyjnego trybu w szybki. iteracyjny. Ich badanie zatytułowane „Projekt genomu hybrydowego ziemniaka” zostało opublikowane w Internecie w jednym z wiodących na świecie czasopism akademickich, Komórka, w czwartek.
W przeciwieństwie do innych upraw, ziemniak, roślina bulwiasta rozmnaża się klonalnie, a nie przez nasiona. W rezultacie uprawa ziemniaków boryka się z szeregiem problemów, w tym długimi cyklami hodowlanymi, niską wydajnością reprodukcyjną, chorobami i atakami szkodników, powiedział Huang, dyrektor generalny AGIS, powiedział China Media Group (CMG). Co więcej, ze względu na złożoność genomu, doskonalenie genetyczne ziemniaka i proces jego hodowli są bardzo powolne – dodał Huang.
Wiele powszechnie uprawianych na całym świecie odmian ziemniaków ma setki lat. Jednak odmiana, która przetrwa ponad sto lat, nie oznacza, że jest doskonała. Z drugiej strony „trudno jest je rozmnażać, a ludziom nie udaje się wyhodować zamiennika” – powiedział The Paper Zhang Chunzhi, pierwszy autor artykułu badawczego i członek AGIS. Aby stawić czoła wyzwaniom związanym z uprawą ziemniaków, Huang i jego zespół zainicjowali w 2015 r. „Plan Upotato”, którego celem jest zastąpienie rozmnażania wegetatywnego nasionami hybrydowymi poprzez projektowanie genomu oraz poprawa szybkości hodowli ziemniaków i wydajności reprodukcji.
„Musimy najpierw rozwiązać problem samoniezgodności, polegający na tym, że ziemniaki po samozapyleniu nie wytwarzają nasion. Dzięki selekcji materiału i edycji genów skutecznie uporaliśmy się z problemem i wyprodukowaliśmy nasiona” – powiedział Huang. „W międzyczasie odkryliśmy również, jak poprawić zdrowie i wydajność roślin. Projektując genom, wyeliminowaliśmy szkodliwe mutacje, zagregowaliśmy dobre geny i ostatecznie wyhodowaliśmy odmianę ziemniaka o nazwie „Upotato NO”. 1.” Po testach wykazał doskonałą wydajność.” Zdaniem CAAS, badania te stanowią pierwsze na świecie zastosowanie „projektowania genomu” w hodowli ziemniaków.
Ich międzynarodowi koledzy docenili pracę zespołu. „Ta praca jest bardzo ważna, ponieważ ma znaczenie dla wyżywienia planety” – powiedział Sofin Kamon, członek Europejskiej Akademii Nauk. „To, czego dokonał profesor Huang i jego zespół, polegało na tym, że zasadniczo wynaleźli ziemniaka na nowo. Wymyślili uprawę na nowo niemal od zera. Technologia ziemniaków hybrydowych i ziemniaków hybrydowych jest naprawdę niesamowita, jeśli chodzi o wprowadzenie upraw ziemniaków w nowoczesną erę hodowli roślin.
Obiecująca próba
W listopadzie ubiegłego roku w prowincji Yunnan w południowo-zachodnich Chinach przeprowadzono próbę ziemniaka „Upotato nr 1”. Stwierdzono, że w lutym produkcja znacznie przekroczyła oczekiwania. „Plony ziemniaków hybrydowych pierwszej generacji były bliskie 3 ton na mu (około 45 ton na hektar), co równa się plonom najlepszych odmian ziemniaków w regionie” – Zhang powiedział CMG. „Teraz potrzebujemy tylko 2 gramów nasion ziemniaków na jedną mu ziemię, w porównaniu do 200 kilogramów sadzeniaków wcześniej, co znacznie zmniejsza koszty sadzenia”. W następnym kroku naukowcy wzmocnią badania i rozwój technologii, aby przygotować się do industrializacji nasion ziemniaków, dodał Zhang.
„Ziemniak to roślina uprawna, która charakteryzuje się chłodną pogodą. Temperatury wiosną, latem i jesienią w południowych Chinach są zbyt wysokie, aby ziemniaki mogły rosnąć, natomiast sezon zimowy na południowych obszarach górskich i w większości innych regionów Chin jest odpowiedni dla uprawy ziemniaków” – powiedział Xiong Xingyao, wiceprezes Potato Professional Komisja pod Chińskie Towarzystwo Naukowe o Uprawach. „Plan Upotato rozwiązał problem przenoszenia sadzeniaków między różnymi regionami. Jeśli uda nam się wykorzystać nieużywane zimą pola w południowych Chinach, może to skutecznie pomóc w rozwiązaniu problemu bezpieczeństwa żywnościowego w Chinach” – powiedział Xiong.