Çin’de yapılan küçük ölçekli tarla denemeleri, yeni keşfedilen bir genin genom düzenlemesi yoluyla geliştirilen yeni pirinç çeşidinin hem yüksek verim hem de pirinç patlaması adı verilen ciddi bir hastalığa neden olan mantara karşı direnç sergilediğini gösterdi.
Çalışmanın başyazarlarından Guotian Li, UC Davis’te Pamela Ronald’ın laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olarak çalışırken lezyon taklidi mutant olarak bilinen mutantı keşfetti. Ronald, Bitki Patolojisi Bölümü ve Genom Merkezi’nde ortak yazar ve Seçkin Profesördür.
“Ekibinin bu geni geliştirerek çiftçiler için potansiyel olarak yararlı hale getirebilmesi oldukça ileri bir adım. Bu da onu önemli kılıyor,” diyor Ronald.
Keşfin kökleri, her biri farklı mutasyonlara sahip 3.200 farklı pirinç suşunun oluşturulduğu ve sıralandığı Ronald’ın laboratuvarında başladı. Guotian, bu türler arasında yapraklarında koyu lekeler olan bir tür tespit etti.
Ronald, “Bu türün bakteriyel enfeksiyona karşı da dirençli olduğunu, ancak son derece küçük ve düşük verimli olduğunu buldu” dedi. “Bu tür ‘lezyon taklidi’ mutantlar daha önce de bulunmuştu ancak sadece birkaç vakada düşük verim nedeniyle çiftçiler için faydalı oldular.”
CRISPR ile çalışma
Guotian, Çin’in Wuhan kentindeki Huazhong Tarım Üniversitesi’ne katıldığında araştırmaya devam etti.
Mutasyonla ilgili geni izole etmek için CRISPR-Cas9 kullandı ve bu direnç özelliğini yeniden oluşturmak için genom düzenlemesini kullandı ve sonunda iyi verime sahip ve pirinç patlamasına neden olan mantar da dahil olmak üzere üç farklı patojene dirençli bir hat belirledi.
Ronald, hastalığın yoğun olduğu arazilere ekilen küçük ölçekli tarla denemelerinde, yeni pirinç bitkilerinin mantardan zarar gören kontrol pirincinden beş kat daha fazla verim ürettiğini söyledi.
Ronald, “Pirinç patlaması, pirincin neredeyse tüm yetişme bölgelerini etkilediği ve ayrıca pirinç çok büyük bir ürün olduğu için dünyadaki en ciddi bitki hastalığıdır” dedi.
Gelecekteki uygulamalar
Araştırmacılar bu mutasyonu yaygın olarak yetiştirilen pirinç çeşitlerinde yeniden yaratmayı umuyor. Şu anda bu geni sadece yaygın olarak yetiştirilmeyen “Kitaake” adlı bir model çeşitte optimize etmiş durumdalar. Ayrıca aynı geni buğdayda da hedefleyerek hastalığa dirençli buğday yaratmayı umuyorlar.
“Bu lezyon taklidi mutantların birçoğu keşfedildi ve düşük verime sahip oldukları için bir kenara bırakıldı. İnsanların bunlardan bazılarına bakabileceğini ve direnç ile yüksek verim arasında güzel bir denge kurmak için bunları düzenleyip düzenleyemeyeceklerini görebileceklerini umuyoruz,” diyor Ronald.
UC Davis Bitki Patolojisi Bölümü ve Genom Merkezi’nden Rashmi Jain’in yanı sıra BGI-Shenzhen, Huazhong Tarım Üniversitesi, Jiangxi Tarım Bilimleri Akademisi, Kuzeybatı A&F Üniversitesi ve Shandong Tarım Bilimleri Akademisi, Çin; Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve UC Berkeley; Avustralya Adelaide Üniversitesi ve Fransa Bordeaux Üniversitesi’nden bilim insanları da araştırmaya katkıda bulundu.
Kaynak: Science Daily
