Bidh luchd-saidheans a’ cleachdadh mùthadh ginteil gus pròiseas briodachaidh lusan a luathachadh

Is dòcha gu bheil luchd-rannsachaidh Oilthigh Stàite Iowa air fuasgladh fhaighinn air dùbhlan a tha air a bhith ann o chionn fhada co-cheangailte ri leasachadh luathaichte loidhnichean ginteil fìor-ghlan.

Tha cleachdadh gintinneachd “haploid dùbailte” (DH) air a bhith mar aon de na teicneòlasan bunaiteach a tha na bhunait airson briodadh arbhair an latha an-diugh. Ach, tha dùbhlain aig teicneòlas DH, a bharrachd air buannachdan. An toiseach, feumaidh e planntaichean “haploid” a chruthachadh aig nach eil ach aon ghineam màthaireil. Tha aon ghineam a’ phlannt haploid an uairsin air a dhùblachadh tro… pròiseas ceimigeach a luathaicheas leasachadh loidhnichean ginteil fìor-ghlan.

Is e aon de na prìomh bhacaidhean ann an teicneòlas DH gu bheil flùraichean fireann haploid mar as trice neo-thorrach. Tha an duilgheadas seo ag iarraidh gum bi na sìol-chraobhan fosgailte don cheimigeach puinnseanta colchicine a bhios a’ brosnachadh dùblachadh genome agus a’ tilleadh torachais do na flùraichean fireann. Tha am pròiseas saothair is cosgais-dian.

Rannsachadh a chaidh fhoillseachadh o chionn ghoirid ann an Lusan nàdur a’ roinn naidheachd mu mhùthadh a lorg na luchd-saidheans a bhios ag ath-nuadhachadh torachas fireann ann an haploids gun a bhith a’ cleachdadh colchicine. Chaidh an obair a dhèanamh le Siddique I. Aboobucker, neach-rannsachaidh ann an agronamachd, còmhla ri Thomas Lübberstedt, Cathraiche Frey ann an Agronamachd agus stiùiriche Ionad Raymond F. Baker airson Briodachadh Lusan, agus an t-seann oileanach ceumnaichte agronamachd Liming Zhou.

Sheall iad gum faod cleachdadh mùthaidhean a bhios ag atharrachadh suidheachadh meacanachd an dealgan rè ìre gintinn lusan ris an canar meiosis torachas fireann lusan haploid a thoirt air ais.

Bidh meacanaig an dealgan a’ cuideachadh le bhith a’ cumail roinneadh cealla air an t-slighe cheart. Rè meiosis àbhaisteach, ann an lusan “diploid” cunbhalach anns a bheil dà sheata de chromosoman, tha na dealganan air an rèiteachadh ann am paidhrichean ceart-cheàrnach a tha a’ lìnigeadh suas gu furasta. Ann an lusan haploid, tha na cromosoman air an sgaoileadh gu neo-chothromach rè roinneadh cealla, agus tha sin a’ leantainn gu ìrean àrda de neo-thorrachas rè na h-ath ìrean de ath-riochdachadh.

Gus dèiligeadh ris a’ chùis seo, bha brosnachadh aig Aboobucker a bha an sgioba ag aontachadh a b’ fhiach a sgrùdadh. Bha iad den bheachd gum faodadh seata de neo-riaghailteachdan ginteil planntrais ris an canar mutantan dealgan co-shìnte no “mutants ps” a dh’atharraicheas na dealganan gu suidheachadh co-shìnte seach suidheachadh ceart-cheàrnach rè meiosis torrachas fireann a leasachadh ann an haploids. Rinn iad deuchainn air a’ bheachd air Arabidopsis thaliana, lus rannsachaidh modail a thathas gu tric a’ cleachdadh mar ro-ruithear airson obair ann an arbhar agus grunn ghnèithean bàrr eile.

Dh’obraich e—dh’fhàs na lusan mutant haploid, agus bha a’ mhòr-chuid dhiubh torrach. Tha na toraidhean a’ toirt taic don bheachd aca gum faodar faighinn thairis air an loidhne neo-ionann de shnàithleanan dealgan rè ìre chudromach de meiosis anns na fireannaich haploid le bhith a’ cleachdadh claonadh nam mutants gus barrachd chòmhnard adhbhrachadh. spindle cruthachadh.

“Tha gealladh mòr ann gum bi e comasach dhuinn faighinn thairis air na protocolaidhean a tha an-dràsta an sàs, a tha dian air goireasan, airson dòighean dùblachaidh genome fuadain (ceimigeach) gus loidhnichean DH fhaighinn, ma chleachdar am mùthadh seo gus faighinn thairis air an duilgheadas torachais fhireann ann an lusan haploid," thuirt Lübberstedt.

Tha e a’ toirt a’ mhòr-chuid den chreideas do Aboobucker, a stiùir am pròiseact gus fuasgladh a lorg air a’ cheisteachan fad-ùine seo de neo-thorrachas haploid fireann.

“Tha mi a’ tòiseachadh a’ tuigsinn gur e cùis mhòr a tha seo,” thuirt Aboobucker. “Tha na freagairtean bho cho-obraichean air feadh an t-saoghail bho chaidh an artaigil againn fhoillseachadh a’ mhìos a chaidh air a bhith beagan uamhasach.”

Tha Lübberstedt agus Aboobucker den bheachd gum faodar na mùthaidhean buannachdail a chomharraich iad a chur an sàs – le beagan atharrachaidhean – ann an arbhar agus bàrr eile. Tha sgrùdadh a dhèanamh air a’ chomas seo mar aon de na pròiseactan a tha romhpa.