สล็อตแตกง่าย Benson Hill Biosystems ซึ่งเป็นบริษัทปรับปรุงพืชผลที่ปลดล็อกความหลากหลายทางธรรมชาติของพืช และ Embrapaซึ่งเป็นหนึ่งในสถาบันวิจัยด้านความหลากหลายทางชีวภาพของพืชและวิทยาศาสตร์พืชที่ใหญ่ที่สุดในโลก กำลังขยายความร่วมมือเพื่อเร่งโครงการขยายพันธุ์ของ Embrapa และเพิ่มคุณค่าเทคโนโลยีการพัฒนา CropOS™ ของ Benson Hill
ภายใต้ข้อตกลงใหม่ Embrapa จะใช้ประโยชน์จาก CropOS™
เพื่อพัฒนาพันธุ์ถั่วเหลือง ข้าวโพด ข้าวฟ่าง และพืชผลอื่นๆ Embrapa จะสนับสนุนชุดข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการครอบตัดที่หลากหลาย ซึ่งช่วยให้ Benson Hill สามารถปรับปรุง CropOS™ เพิ่มเติมได้
“เรากระตือรือร้นที่จะขยายความสัมพันธ์ของเรากับ Benson Hill และใช้ CropOS เพื่อพัฒนาพันธุ์สำหรับเกษตรกรทั่วละตินอเมริกา” Cleber Soares กรรมการบริหารฝ่ายนวัตกรรมและเทคโนโลยีของ Embrapa กล่าว “การทำงานร่วมกันของเราได้แสดงให้เห็นถึงความมุ่งมั่นในการทำงานร่วมกันและชื่นชมพลังของความหลากหลายทางพันธุกรรมเพื่อช่วยแก้ปัญหาความท้าทายระดับโลกที่ยิ่งใหญ่ด้วยวิธีที่ยั่งยืน”
Embrapa ร่วมมือกับ Benson Hill เป็นครั้งแรกในปี 2560 เพื่อเข้าถึงนิวคลีเอส CRISPR ในการแก้ไขจีโนมของบริษัท ข้อตกลงใหม่จะขยายไปสู่ Breed ซึ่งขับเคลื่อนโดย CropOSซึ่ง Embrapa จะเข้าถึงแพลตฟอร์มการคำนวณที่ขับเคลื่อนด้วย AI ของ Benson Hill สำหรับความสามารถในการคาดการณ์การผสมพันธุ์และปรับปรุงแพลตฟอร์มด้วยชุดข้อมูลที่สมบูรณ์
Matthew Crisp ซีอีโอและผู้ร่วมก่อตั้ง Benson Hill กล่าวว่า “การทำงานร่วมกันของแพลตฟอร์มเทคโนโลยีของเรา ตลอดจนท่อส่งการวิจัยและข้อมูลของ Embrapa จะช่วยให้ทั้งสององค์กรสามารถเร่งความพยายามในการปรับปรุงพืชผลได้รวดเร็วยิ่งขึ้น “จากงานของ Embrapa กับบริษัทเมล็ดพันธุ์ทั่วบราซิล ผลกระทบของการเป็นหุ้นส่วนนี้จะมีผลกว้างขวางเป็นพิเศษ เรารู้สึกตื่นเต้นที่จะขยายงานร่วมกัน”
Embrapa เป็นบริษัทวิจัย พัฒนา และนวัตกรรมภายใต้รัฐบาลบราซิล มุ่งมั่นที่จะพัฒนาแหล่งอาหารเพื่อสุขภาพและการอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพตามธรรมชาติ นักวิจัย 2,500 คนของ Embrapa ใช้ความรู้และเทคนิคทางวิทยาศาสตร์เพื่อปรับปรุงผลผลิต โภชนาการ และความยั่งยืนของพันธุ์พืชมากกว่า 20 ชนิด บราซิลเป็นตัวแทนของความหลากหลายทางธรรมชาติ 20% บนโลก
CropOS™ ของ Benson Hill นำการเรียนรู้ของเครื่อง การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ และความรู้ทางชีววิทยามาไว้ด้วยกัน เพื่อช่วยให้นักวิจัยพืชคาดการณ์และควบคุมผลลัพธ์ ช่วยให้นักวิจัยคาดการณ์ เลือก และควบคุมลักษณะที่ต้องการได้อย่างรวดเร็ว เพื่อนำการปรับปรุงพืชผลและส่วนผสมออกสู่ตลาดเร็วขึ้น
RNA-ขึ้นอยู่กับ DNA methylation
DNA methylation (RdDM) ที่ขึ้นกับ RNA อาศัยระบบการป้องกันของพืช (RNA-induced silencing complex, RISC) ซึ่งกระตุ้นโดยโมเลกุล RNA สองสายขนาดเล็ก (จากไวรัส เป็นต้น) ระบบสร้างความซับซ้อนด้วย RNA ที่มาจากต่างประเทศและเมทิลเลต DNA ที่เข้าคู่กัน ในที่สุดก็ปิดกั้นการแสดงออกของยีน (รูปที่ 3)
รูปที่ 3 การแสดงกราฟิกอย่างง่ายของ RdDM
ทางด้านซ้าย ระบบป้องกันตามธรรมชาติของพืชทำให้เกิดเมทิเลชันของยีนไวรัส ทางด้านขวา โมเลกุลอาร์เอ็นเอที่ได้จากลูกผสมจะนำทาง RISC ไปสู่คู่ขนานตามธรรมชาติ ส่งผลให้เกิดเมทิลเลชันของ DNA และการปิดกั้นการทำงานของยีนในเวลาต่อมา ยีนลูกผสมประกอบด้วยชิ้นส่วนของยีนธรรมชาติที่จะกำหนดเป้าหมาย
รูปที่ 3 การแสดงกราฟิกอย่างง่ายของ RdDM ทางด้านซ้าย ระบบป้องกันตามธรรมชาติของพืชทำให้เกิดเมทิเลชันของยีนไวรัส ทางด้านขวา โมเลกุลอาร์เอ็นเอที่ได้จากลูกผสมจะนำทาง RISC ไปสู่คู่ขนานตามธรรมชาติ ส่งผลให้เกิดเมทิลเลชันของ DNA และการปิดกั้นการทำงานของยีนในเวลาต่อมา ยีนลูกผสมประกอบด้วยชิ้นส่วนของยีนธรรมชาติที่จะกำหนดเป้าหมาย
การผสมพันธุ์แบบย้อนกลับ
เป็นไปไม่ได้ที่จะทำซ้ำ ต้นโอไซกัสที่ต่างกัน โดยใช้เมล็ดพืช เฉพาะการขยายพันธุ์พืชเท่านั้นที่จะอนุญาตให้ทำสำเนาที่ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม บริษัทเมล็ดพันธุ์มุ่งมั่นที่จะผลิตซ้ำและจำหน่ายพันธุ์พืชชั้นยอดของตนโดยใช้เมล็ดพันธุ์ เนื่องจากการขยายพันธุ์พืชมักจะมีราคาแพงเกินไป ยุ่งยากในทางเทคนิค และการค้ามักจะเป็นไปไม่ได้ในด้านลอจิสติกส์ การผสมพันธุ์แบบย้อนกลับใช้ขั้นตอนการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อยับยั้งการรวมตัวของโครโมโซม ตามด้วยการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเฉพาะเพื่อสร้างสายพ่อแม่พันธุ์โฮโมไซกัส จากนั้นเส้นเหล่านี้จะถูกนำมาใช้ในการผลิตพืชชั้นยอดที่ต่างกันอย่างเสถียรโดยใช้เมล็ด (รูปที่ 4)
รูปที่ 4 ภาพรวมแผนผังของผลลัพธ์สุดท้ายของวิธีการผสมพันธุ์แบบต่างๆ ในระหว่างการผสมพันธุ์แบบธรรมดา การรวมตัวกันของคู่โครโมโซมส่งผลให้เกิดการสับเปลี่ยนของสารพันธุกรรม และการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของความผันแปรทางพันธุกรรมจะหายไป ในการผสมพันธุ์แบบย้อนกลับ พืชที่มีลูกผสมพันธุ์ต่างชนิดกันจะถูกผสมข้ามพันธุ์กับตัวมันเอง ในขณะที่การรวมตัวใหม่ของโครโมโซมถูกยับยั้งโดยทรานส์ยีน ส่งผลให้เกิดเส้นที่มีคู่ของโครโมโซมโฮโมไซกัส ขั้นตอน haploidization (พืชที่ผลิตซึ่งมีโครโมโซมเพียงหนึ่งคู่ของโครโมโซมแต่ละคู่เท่านั้น) และการเพิ่มโครโมโซมเป็นสองเท่าในเวลาต่อมา (การผลิตพืช doubled-haploid ที่มีคู่โครโมโซม homozygous) ไม่ได้แสดงไว้ที่นี่ สำหรับการผลิตพันธุ์ลูกผสม สายพ่อแม่ซึ่งความผันแปรทางพันธุกรรมของคู่โครโมโซมเสริมซึ่งกันและกันนั้นได้รับการคัดเลือกจากโปรแกรมการผสมพันธุ์แบบย้อนกลับ การข้ามสายพันธุ์ดังกล่าวจะส่งผลให้พืชลูกผสม (เมล็ดพืช) ที่เหมือนกันซึ่งมีลักษณะทางพันธุกรรมคล้ายกับพืชที่เริ่มการผสมพันธุ์แบบย้อนกลับ
รูปที่ 4 ภาพรวมแผนผังของผลลัพธ์สุดท้ายของวิธีการผสมพันธุ์แบบต่างๆ
ในระหว่างการผสมพันธุ์แบบธรรมดา
การรวมตัวกันของคู่โครโมโซมส่งผลให้เกิดการสับเปลี่ยนของสารพันธุกรรม และการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของความผันแปรทางพันธุกรรมจะหายไป ในการผสมพันธุ์แบบย้อนกลับ พืชที่มีลูกผสมพันธุ์ต่างชนิดกันจะถูกผสมข้ามพันธุ์กับตัวมันเอง ในขณะที่การรวมตัวใหม่ของโครโมโซมถูกยับยั้งโดยทรานส์ยีน ส่งผลให้เกิดเส้นที่มีคู่ของโครโมโซมโฮโมไซกัส ขั้นตอน haploidization (พืชที่ผลิตซึ่งมีโครโมโซมเพียงหนึ่งคู่ของโครโมโซมแต่ละคู่เท่านั้น) และการเพิ่มโครโมโซมเป็นสองเท่าในเวลาต่อมา (การผลิตพืช doubled-haploid ที่มีคู่โครโมโซม homozygous) ไม่ได้แสดงไว้ที่นี่ สำหรับการผลิตพันธุ์ลูกผสม สายพ่อแม่ซึ่งความผันแปรทางพันธุกรรมของคู่โครโมโซมเสริมซึ่งกันและกันนั้นได้รับการคัดเลือกจากโปรแกรมการผสมพันธุ์แบบย้อนกลับ การข้ามสายพันธุ์ดังกล่าวจะส่งผลให้พืชลูกผสม (เมล็ดพืช) ที่เหมือนกันซึ่งมีลักษณะทางพันธุกรรมคล้ายกับพืชที่เริ่มการผสมพันธุ์แบบย้อนกลับ
GM Ro otstock การปลูกถ่ายอวัยวะ
ด้วยเทคนิคนี้ ส่วนบนของพืชที่เรียกว่าไซออนจะถูกต่อกิ่งบนต้นตอของ GM (รูปที่ 5) พืชผลรวมที่ได้มักจะถูกมองว่าเป็นพืชดัดแปลงพันธุกรรม แต่ผลิตภัณฑ์ เช่น ดอกไม้หรือผลไม้ที่เก็บเกี่ยวบนกิ่งที่ไม่ใช่พันธุ์ดัดแปลงพันธุกรรม ไม่มีการดัดแปลงพันธุกรรม และถือว่าปลอดสารดัดแปลงพันธุกรรม สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่ต้นตอมีลักษณะเฉพาะที่เป็นประโยชน์ต่อการรวมกัน เช่น การดูดซึมธาตุอาหารจากดินที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ความสามารถในการหยั่งรากที่ดีขึ้นในดินหนัก หรือความต้านทานต่อโรคที่เกิดจากดิน (เช่น ไส้เดือนฝอย) สล็อตแตกง่าย
