Hiina teadlased on murrangulise saavutusena välja töötanud genoomi redigeerimise tehnoloogiatega "puhaste ja viljakate kartuliliinide" põlvkonna.
Hiina Põllumajandusteaduste Akadeemia (CAAS) alla kuuluvas Shenzhenis (AGIS) asuva põllumajanduse genoomika instituudi teaduri Huang Sanweni juhitud katses kasutati kartoomikasvatuse muutmiseks aeglasest mittekumulatiivsest režiimist kiireks korduv. Nende uuring pealkirjaga „Hübriidkartuli genoomi disain” avaldati veebis ühes maailma juhtivas akadeemilises ajakirjas. Rakk, neljapäeval.
Erinevalt teistest põllukultuuridest levib mugulakultuur klooniliselt, mitte seemnega. Seetõttu seisab kartulikasvatus silmitsi paljude probleemidega, sealhulgas pikkade aretustsüklite, vähese paljunemistõhususe, haiguste ja kahjurite rünnakuga, ütles AGISe peadirektor Huang China Media Groupile (CMG). Pealegi on kartuli geneetiline paranemine ja paljunemisprotsess oma genoomi keerukuse tõttu väga aeglane, lisas Huang.
Paljud maailmas laialdaselt istutatud kartulisordid on sadu aastaid vanad. Üle saja aasta kestev sort ei tähenda siiski, et see oleks täiuslik. Seevastu "seda on raske aretada ja inimestel ei õnnestu asendajat kasvatada," ütles ajalehele The Paper esimene teadustöö autor ja AGISe liige Zhang Chunzhi. Kartulikasvatuse väljakutsete lahendamiseks algatas Huang ja tema meeskond 2015. aastal „Upotato plaani”, mille eesmärk on vegetatiivse paljunemise asendamine hübriidseemnetega genoomi kujundamise kaudu ning kartulikasvatuse kiiruse ja paljunemise efektiivsuse parandamine.
“Kõigepealt peame lahendama enesesobimatusprobleemi, see tähendab, et kartul ei anna pärast isetolmlemist seemneid. Materjalivaliku ja geenide redigeerimise abil oleme probleemiga edukalt toime tulnud ja seemneid tootnud, ”ütles Huang. “Vahepeal oleme avastanud ka, kuidas parandada taimede tervist ja toodangut. Genoomi kujunduse abil kõrvaldasime kahjulikud mutatsioonid, koondasime head geenid kokku ja kultiveerisime lõpuks kartulisorti nimega Upotato NO. 1. " Pärast testimist on see näidanud suurepärast jõudlust. " Uuring on CAAS-i andmetel maailmas esimene genoomi kujunduse kasutamine kartulikasvatuses.
Nende rahvusvahelised eakaaslased on meeskonna tööd tunnustanud. "See töö on väga oluline, kuna see on oluline planeedi toitmiseks," ütles Sofin Kamon, Euroopa Teaduste Akadeemia liige. "Mida professor Huang ja tema meeskond tegid, on see, et nad leiutasid kartuli sisuliselt uuesti. Nad leiutasid saagi peaaegu nullist uuesti. Hübriidkartuli ja hübriidkartuli tehnoloogia on tõeliselt hämmastav, kui viia kartulisaak tänapäevasesse sordiaretuse ajastusse. ”
Paljutõotav kohtuprotsess
Hiina edelaosas Yunnani provintsis viidi mullu novembris läbi uuring Upotato No. 1 kartuli üle. Selgus, et selle veebruari toodang ületab ootusi. "Esimese põlvkonna hübriidkartuli saagikus oli ligi 3 tonni muu kohta (umbes 45 tonni hektari kohta), mis võrdub piirkonna parimate kartulisortide saagikusega," ütles Zhang CMG-le. "Nüüd vajame ühe muumi jaoks vaid 2 grammi kartuliseemneid, võrreldes 200 kilogrammi seemnekartuliga, mis vähendab istutuskulusid oluliselt." Järgmiseks sammuks tugevdavad teadlased tehnoloogia uurimist ja arendamist, et valmistuda kartuliseemnete industrialiseerimiseks, lisas Zhang.
“Kartul on jahe ilm. Kevad-, suve- ja sügistemperatuur on Lõuna-Hiinas kartuli kasvamiseks liiga kõrge, samas kui lõunapoolsetes mägipiirkondades ja enamikus teistes Hiina piirkondades sobib talvine hooaeg kartulikasvatuseks, ”ütles Kartuli Professional asepresident Xiong Xingyao Komitee alluvuses Hiina taimeteaduste selts. „Upotato kava” on lahendanud seemnekartuli üleviimise probleemi eri piirkondade vahel. Kui suudame Lõuna-Hiinas kasutada jõude seisvaid talvevälju, võib see tõhusalt aidata lahendada Hiina toiduga kindlustatuse probleemi, ”ütles Xiong.