Kimyasal & Malzeme Mühendisliği
Salt-tolerant Rice Varieties'i Geliştirmede Genetik Mühendisliğinin Rolü
Table of Contents
Saltwater inpost ve toprak salımı, özellikle Vietnam'daki Mekong Delta gibi küresel pirinç üretimine yönelik tehditler, Ganges-Brahmaputra Deltası, Çin ve Hindistan'daki ve kıyı bölgelerinde, aşırı dereceden kaynaklanan bu kadar yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaşlar ve daha hızlı bir şekilde iyileşme alanlarının altında yatan genetik yöntemlere sahip olabilir.
Rice'da Salt Stresin Biyolojisi
Pirinçte tuz stresi öncelikle iki fazlı bir fenomendir. İlk aşama, osmotic stresi, yüksek tuz konsantrasyonlarına maruz kaldıktan sonra birkaç dakika içinde meydana gelir. Yüksek iyonik enerji miktarı, su potansiyelini azaltır, birçok glycophytes'i almak için zorlaşır, pirinç özellikle de hidrojenin dispersiyonunu azaltır.
Ek ikincil stresler, reaktif oksijen türlerinden (ROS) oksidatif hasar içerir, tuz stresi altında üretilir, beslenme dengesizlikleri (örneğin, kalsiyum ve magnezyumu azaltın), ve hormonal disregülasyon, özellikle absürt asit ve retinal bir sonucun toplamı (toprak 10 dS /m) ve tahıl dolumunun uygun genetik hedefler için gerekli olan temelleri için gereklidir.
Geleneksel Breeding Sınırları
Pilavt'ta tuz toleransı için Konvansiyonel üreme on yıllardır takip edilmiştir, orta başarı ile.TheurFLT:0)Saltol öncelikle arazide sınırlı koruma sağlar; IR64 ve BR11 olarak, transistörtücük olmayan tüm transpripsiyonel geçişler ile bağlantılı olarak, Marksiyonel taramalar yapılır.
Genetik Mühendislik Yaklaşımları
Transgenic Overexpression
En erken ve hala en yaygın genetik mühendislik stratejisi, güçlü bir fikre sahip olan veya strese dayalı olarak, örneğin, sintos toksisitesi ile karşılaştırıldığında, transgenik pirinç ifade eder (aOcuolar Na+/H +porter))) Bu tür yüksek çözünürlükte yapılan değişikliklerle karşılaştırıldığında, Na+'nın ayrı ayrı ayrı ayrı ayrılığı kontrolleri azaltılır.
Transgenic yaklaşımlar ayrıca genlerin uyumlu çözümlerini içerir (örneğin, 0) pirinçte ifade edilen ve tuz toleransını artırmak için genetik olarak kullanılan genleri (örneğin, DYD) proteini (örneğin,) çok sayıda transgenekonuyu araştırır.
CRISPR-Cas Genome Editing
CRISPR-Cas teknolojisi transgenez için daha kesin bir alternatif sunar. Yabancı DNA, CRISPR-Cas9 veya temel editörler, mevcut pirinç genlerini işlevlerini veya düzenleyici dizilerini geliştirmek için değiştirebilir.Örneğin, araştırmacılar CRISPR'ı bozmak için kullandılar.(d ve tuz toleransı), stoklama ve gelişmiş su kaynaklarına yol açan bir gen).
Base düzenleme - yeni bir CRISPR varyantı - çift zincirli molalar yaratmadan tek nükleotid alt kurumlara izin vermek.Bu teknik, vahşi akrabaları veya arazileri doğrudan elit kültüller ile yeniden tanıtılabilir. Örneğin, sıfırlayıcılar için bir nokta mutasyonu sağlar.
Anahtar Genler ve Yollar Araştırma Altında
Yukarıda belirtilen taşıyıcıların ötesinde, diğer birçok gen ailesi aktif olarak pirinçte tuz toleransı için mühendisi olarak çalışmaktadır:
- [FONT=0)SOS yolu[Dönetici: A) [DÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜ: 2 ) (DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ) - Na+ Dışlama için önemli (SOS2 [DÜŞÜN) [ÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN
- [FONT:0]OsHAK ailesi : HAK/KUP/KT ailesi üyeleri, özellikle de İZMİRT:2.OsHAK5) ve [[FLT:OsHAK21[FLT: 8], K+ yolcuyu korumak için yüksek ücretli K+ taşıyıcılar.
- [FONT=0)Vacuolar H+-PPase [DÜT:1]: Genurs1) ([Ücretsiz)[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜN) KAYNAKLAR KAYNAKLAR KAYNAKLAR KAYNAKLAR KAYNAKLAR KAYNAKLAR ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- [FONT=0]Transcription factors[[Dönemli faktörler aşağıda belirtilmiştir:)))[Dönemli genler, s.)[DÜSTR:2|OsbZIP72) , [[Dönemli) ], [FLT: 5[DÜye Olmayanlar, tuz toleransı ile ilgili olumlu etkilerden dolayı, bu düzenleyici genler genellikle gelişmiş ve soğuk toleranslar dahil olmak üzere.
- [FONT:0)miRNAs[[Dönemli:)[Dönemli)[FONT=0))))[[FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=TRNT=TR][/FONT=TRNT=TRNT=TRNT=TR][/TRNT=TRNT=TRNT=TR][/TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TR][/TRNT=TRNT=TR][/TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TR][/TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=TRNT=
Bütünleme yaklaşımı – genomikleri, transkriptoları ve metabolomics – şimdi en umut verici multi-genetik kombinasyonları tanımlamak için kullanılır. Örneğin, hem Na+ sequestrasyon hem de osNHX1).
Son zamanlardaki Breakthroughs ve Field Deneme Sonuçları
Genetik olarak üretilen birkaç satır tuz-tolerant pirinç, son beş yılda yapılan saha denemelerine kıyasla seradan ilerledi.Çin'de, Uluslararası Rice Araştırma Enstitüsü'nde (IRRI) ve ortak kurumlar bir CRISPR-ed hattı geliştirdiler; 5, bir kök-özel teşvik edilen% 80 oranında, 60 mM NaClair su tedavisi altında yapılan bir tedavi altında (% 25)
Belki de en hırslı çaba C4 Rice Projesi, Bill & Melinda Gates Vakfı tarafından desteklenen ve daha verimli bir C4 fotoğrafta geliştirilme potansiyeli olan C4 pirinç, ekin heath hücrelerinde önemli anatomik değişikliklerle dönüşümler yaratsa da, bu dolaylı olarak daha iyi bir hoşgörüyü salinity tarafından ortaya koyar.
Bu sonuçlar teşvik edilir, ancak çoğu alan denemelerinin daha iyi bir sonraki adımda olduğundan daha az sayıda salin koşulu üzerinde yapıldığını belirtmek önemlidir.
Kabul Etmeye Meydanlar
Düzenleme ve Biyogüvenlik Hurdles
Genetik olarak tasarlanmış ürünler birçok ülkede sıkı düzenleyici incelemelerle karşı karşıyadır. Transgenic tuz-tolerant pirinç, çünkü türlerin dışında DNA'yı içeren, Biogüvenlik Protokolü altında geniş bir gıda ve çevresel güvenlik değerlendirmeleri ele alınmalıdır. Avrupa Birliği'nde, onay özellikle de Bangladeş ve Filipinler'de, transgenik Bt yumurtaplantı ve altın pirinç onaylandığında, bu işlem on yıldan fazla düzenlenir.
Kamu ve Tüketici Kabul
GMOs hakkında tüketici şüpheciliği birçok pirinç ithal ülkesinde yüksek kalmaktadır. Çin ve Hindistan'da, pestisit üretimi veya onkt ilacının (en tartışmalı özelliklerin) tanıtımını başarıyla engelledi. -Genetik etiketlemeye bağlı olarak, çiftçileri içeren kurumsal kontrolleri konusunda bilgi sahibi olmak, toksik yardımların tanıtımı ve iletişimin önemli ölçüde vurgulanması gibi - genetik mühendisliğin en tartışmalı özelliklerini - önemli ölçüde güçlendirilmeye devam etmesi gibi.
Ekolojik ve Agronomik Tahminler
Potansiyel ekolojik riskler, genetik olarak zengin akrabalara (örneğin,) pirinçten kaynaklanan genetik bozukluklara göre, genetik olarak kullanılan ve transgenetik değişikliklerden dolayı düşüktü.
Ekonomik ve Eşitlik Sorunları
Çoğu tuz-tolerant GE pirinç çeşitleri, yüksek tohum maliyetleri olmadan gelişmekte olan ülkelerde (örneğin, IRRI, ulusal tarım araştırma sistemleri) tarafından geliştirilmektedir. Bu, çok uluslu şirketler tarafından yerine, bu türlere erişimin genellikle yüksek tohum maliyetleri olmadan gelişmekte olan ülkelerde küçük çiftçiler için kullanılması amaçlanmıştır.
Future Yol Tarifi
Multix Genome Editing
CRISPR teknolojisindeki ilerlemeler, tek bir dönüşüm olayıyla birden fazla gen düzenlemesine izin veriyor. Örneğin, birden fazlax CRISPR-Cas9 sistemi kullanarak, araştırmacılar bir zamanlar birkaç negatif düzenleyiciyi hedefleyebilirler (örneğin, 0 ), böyle bir yaklaşım, yaşam döngüsü boyunca toleransla hatların gelişimini hızlandırabilir.
Allele Mining ve S Sentetik Biyoloji
Vahşi pirinç türleri, kurutulmuş pirinçle ilgili olarak, yüksek çözünürlükte ve genom montajı, bu vahşi akrabaların tarafından belirlenen ve optimize edilmiş tasarımlarda kullanılan tüm tuz toleranslarını yeniden yapılandıran limanlar.Örneğin, bu vahşi akrabaların genetik teknikleri – gen sentezi, evrim ve optimize edilen tasarım dahil – bu tür sistemlerde kullanılan ve optimize edilmiş bir şekilde- kullanılmaktadır.
Mikrobiyome Mühendisliği ile Maaş
Gelişen bir tamamlayıcı yaklaşım, tuz toleransı ile kök mikrobiyom mühendisini mühendisine yetiştirmektir. Birçok yarı-tophytic bitkisi fithormonlara, degrad retin öncülerine veya glutaminlere güvenen bakteriye dayanır.[Döneticileri artırmak için, pirinç bitkisinin doğrudan genetik modifikasyonu olmasa da, tuzlu sularda % 15–30 oranındaki değişiklikler göstermiştir.
Hassas Tarım ve Karar Desteği ile entegrasyon
En tuzlu çeşitlilik bile, toprak salınlığı seviyelerinin fizyolojik tavanını aşıp geçemeyeceğini iyi performans gösteremez. Gerçek zamanlı olarak, IoT sensörleri kullanarak toprak elektrik iletkenliğinin izlenmesi, en uygun zamanları tavsiye eden araçlarla çiftleştirilmiş, sulama rejimleri ve bırma programları, GE çeşitlerinin faydalarını en üst düzeye çıkaracak.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Genetik mühendisliği gümüş bir mermi değildir, ancak son iki yılda pirinç üretimine dirençli hale getirmek için daha geniş bir stratejinin güçlü bir bileşenidir.Uygunluktan gelen transgenic over ekspresion of ion transporters and osmoticants protect to correct genom editing of negative regulations, ancak araç kutusu son iki yılda dramatik bir şekilde genişletilebilir.
Daha fazla okuma için, konu hakkında kapsamlı incelemeler bakınız: [FONT: 0:0)Salinity Tolerance in Rice: Mechanisms and Genetic Improvement) (Annual Review of Plant Biology), [FONT-Carment|2CRISPR-Cas9-medik bir genom düzenleme, ek olarak, Bitki Bilimindeki (Frontiers in Plant Science) ve Genetiği Yöntemler[Dönemli pirinçle ilgili olarak, [Dönemli pirinçle ilgili olarak, [Dönemli pirinçle ilgili bir düzenleme çerçevesine göre, eklenmiştir.