Epigenetik Ekinlerin Genişlemesi

Düz mavi bir baskı olarak genomun statik görünümü, bu değişimin kalbinde yer almaktadır, bu alan, dış ve iç sinyaller tarafından sürekli olarak modlanır. Epigenetics, transgenik yaklaşımlarla ilişkili olan herif değişikliklerden kaçınırken, araştırmacılar bu değişimi artırmak için yollar açıyorlar.

Temel anlayış, bitkilerin, sesin organizmalar olması, bazen çevresel hafızaya uyum sağlamak için epigenetik esneklike güvenmektir. Bir kuraklık, ısı dalgası veya bir patojen saldırısı, iklim değişikliği ve gıda güvenliği sorunlarıyla tanışmanın gerekli olan epigenetik değişikliklerle ilgilidir. Bu makale, modern tarımda epigenetik değişikliklerle ilgili potansiyelleri, her ikisine de kapsar.

Epigenetik Modifikasyonları Anlamak

Epigenetik düzenleme, bitki transkriptosini şekillendirmeye yönelik çeşitli iyi niyetli moleküler mekanizmalar ile çalışır. Üç temel sütun DNA metilasyon, histone modifikasyonları ve non-coding RNAs eylemi. Her biri bir gen aktif veya sessizliği kontrol etmek için ayrı ama sık sık sık sık sıkılır.

DNA Metilasyon

DNA tilasyon, bir metil transfer grubunun eklerini içerir, çünkü MET1, CMT3 ve DRM2. Daha sonra, transkript faktörlerini engellemek veya metilbinize etmek için en iyi stres değişiklikleri yapar.

Histone Modifications

Histones, DNA'nın yaradığı proteinler, N-terminal kuyrukları arasında geleneksel olarak değiştirilmiş olan DNA'nın fiziksel erişilebilirliğini değiştirebilirler, 9 (H3K9ac) genellikle açık, perive chromatin ile ilişkili olarak, ampeyoper (H327) ile ilişkili olarak, kromozomalize edilen bir DNA'nın homojenleşmesi ile ilişkili olarak homojenize edilir.

Non-Coding RNAs

MikroRNA-s (miRNA) ve küçük interfering RNA (siRNAs) gibi küçük RNAlar, belirli genomik bölgelere rehberlik eden epigenetik değişikliklerde önemli roller oynarlar. Bitkilerde, RNA-yönemli DNA tilasyon (RdDM) yolRNA'lar, genetik olarak geri dönüşümleri veya tekrarlayan elementleri kullanarak genetik olarak geri dönüşümlü DNA'ları birleştirebilirler.

Ek İyileştirme Uygulamaları

Epigenetik tekniklerin pratik potansiyeli, agronomik özelliklerin tüm spektrumunu yaymaktadır. Doğal epialleles veya mühendislik hedefli değişiklikleri kullanarak araştırmacılar klasik mutasyon veya üreme yoluyla elde etmek için zor veya yavaş olan sonuçları elde edebilirler.

Stresli Toklama

Abiyotikfozlar – ortaya çıktı, selamlama, aşırı sıcaklıklar – örneğin, yüksek çözünürlükte bulunan ve genellikle bu streslerden gelen bir sodyum taşımasını sağlayan bir ilaçtır.

Hastalık Direnişi

Bitki solusuları –fungi, bakteriler, virüsler – yıkıcı olabilir ve over-reliance on chemical bites in the environmentally approach can well used innate bağışıklık without resorting to transgenes. For example, in vitro-tehdit-thet wee thet weet weet FONT [tr) Bu nedenle, transseksüel tedavinin tedavisine karşı dirençli olan bir tedavidir.

Geri ve Bitki Mimarisi

Stres cevaplarının ötesinde, epigenetik varyasyon temel büyüme özelliklerini etkiler. Ürünlerde klasik bir örnek, doğal olarak pwa) pirinçte epiallele: bir düzenleyici siteye hipertilasyon, büyüme mevsiminin belli bir dereceye kadar uzatılmasına ve artırılmasına neden olur.In soya fasulyesi, doğal olarak üretilen epiallelesler:2).

Epigenetikleri Breeding Programlarına Bütünleştirin

Epigenetik bilgiyi bitki yetiştiriciliği ile ilişkilendirme fikri genellikle “epigenetik yetiştirme” olarak tanımlanır, geleneksel yöntemleri yerine, yeni bir varyasyon boyutu ekleyerek onları destekler. Breeders, istenen özellikleri ile ilişkili doğal popülasyonları ekranlayabilir - tek bir atadaki DNA işaretlerini görünmez, mevcut tüm genoma kadar genci profillerin tamamını tamamlar.

Bir umut verici strateji, “epigenetik QTL” (kuygun bir özellik) haritalama. epigenetik varyantlar arasındaki geçişler, temel DNA dizilerinden bağımsız olarak, genetik arka planlarla ilgili yaklaşımlara geçiş yoluyla davranılabilirler, yeni kombinasyonlar sunan baskıya dayalı analizler zaten pirinçte domates ve kök mimarisinde olgunlaşan meyvelerin tespit edilebilir. Önemli olarak, çünkü bazı epiallelesler, temel DNA dizilerinden bağımsız olarak ayırt edilebilir, genetik arka planlardan bağımsız olarak hareket edebilir.

Meydanlar ve Gelecek Yollar

Heyecana rağmen, epigenetik ekin gelişimi daha önce birçok önemli engel, yetiştiricilerin araçta rutin hale gelir.

Stability and Reverability

En büyük engellerden biri, epigenetik işaretlerin metastable doğasıdır. DNA tilasyon desenleri özellikle aktif detilasyon yollarında bulunan bitki türlerinde, epialle kapalıdır veya belirli bir dizi bağlam tarafından muhafaza edilir, bir veya iki nesil sonra varsayılan duruma geri dönebilir. Breeders nesiller ve ortamlarda istikrara dikkat etmek için sağlam tarama yöntemlerine ihtiyaç duyar. Araştırma “epiretik olarak kilitli” bölgeleri tanımlamaya devam eder.

Çevre Interference

Epigenetik işaretler çevresel sinyallere karşı duyarlıdır, bir stres rejiminde seçilen yararlı bir epialle, başka bir şekilde silinebilir veya tekrar yazılabilir. Örneğin, bir hemşirelik aşamasında kurulan bir tuz-sömertörüntüleri, beklenmedik bir sıcaklık sallansa bile kaybedilebilir. Bu bağlamda, “eniversal” epigenetik çözümlerin gelişimini de beraberinde getirebilir.

Alet Hassasiyeti ve Off-Target Etkileri

Mevcut epigenetik düzenleme araçları (örneğin, dCas9-füzyonlar) daha önce görülmemiş bir hedef sunar, ancak verimlilik hücre türleri ve dokular arasında değişir.Ayrıca, tek bir locusta tilasyon bazen heterokromatin veya süreklilik dışı düzenleyici unsurların yayılması nedeniyle komşu genler üzerinde istenmeyen sonuçlar doğurabilir.

Yönetmelik ve Kamu Algı

Transgenics aksine, epigenetik değişiklikler yabancı DNA'yı tanıtmıyor - sadece bitkinin kendi genleri ifadelerini yeniden şekillendirdiler. Bu ayrım, bazı yargıcı yolları bazı yetkilerde kolaylaştırabilir, ancak kamu güvenliğini korumak için yasal çerçeveyi sürdürmek için gerekli olan. Avrupa Adalet Divanı 2018 kararı, bazı epigenetik tekniklerin GMO yönergeleri altında düşmesi konusunda belirsizlik yarattı.

Yol Ahead

Epigenetik ekin gelişimi bir inflection noktasında duruyor. Temel araştırma mekanizmalarına bağlıydı ve modeldeki çalışmaların performanslarını test etmek için halihazırda kullanılan yöntemler, hedefli değişiklikler, stres toleransı ve hastalık direnci gibi.(0) Gelecek on yıl muhtemelen bu bulguların bir çevirisinin pirinç, domates, patates ve maize edilmesi gerekir[tr|köpektifler)

İlerlemeyi hızlandırmak için araştırmacılar yüksek kodatik epigenetik phenotyping platformlarını geliştiriyorlar - yüksek performanslı hesaplamaları belirli değişikliklerin sonuçlarını tahmin etmek için makine öğrenimi ile birleştirirler. Farklı epigenetik katmanlar arasındaki haçla ilgili daha derin bir anlayış -tilasyon, histones ve non-coding RNAs - daha kesin mühendisliği sağlayacaktır. Ayrıca, epigenetik tahmin modellerin entegrasyonu, kuraklık toleransı gibi karmaşık, çevresel hassas özellikler için yetiştirmenin doğruluğunu artırabilir.

İklim değişikliği, stres altında üretkenliği koruyabilen ürünler için talep yalnızca büyüyecek. Epigenetics gümüş bir mermi sunmuyor, ancak bu potansiyelin tohumlarının zaten dünyanın her yerinde bulunan laboratuvarlarda ve alanlara ekilebilir bir şekilde dağıtılabilir.

[0] Daha fazla okuma için Halkla İlişkiler:

  • [FONT:0)Doğa Bitkiler: “Ekstrüdün gelişimindeki fark”[Dönemli 1).
  • [FONT:0) Bilim: “ Bitkilerde Enerjik Mekanizmalar”[Dönemli: 1 )
  • [FONT:0)FAO: “Kötikte epigenetik rolü” [Dönetici: 1)