เว็บสล็อต การใช้เครื่องมือแก้ไขยีนที่มีประสิทธิภาพ CRISPR-Cas9 สามารถช่วยในการเพาะพันธุ์ต้นโกโก้ที่มีลักษณะที่พึงประสงค์ เช่น ความต้านทานต่อโรคที่เพิ่มขึ้น ตามที่นักวิทยาศาสตร์พืชของ Penn State กล่าวต้นโกโก้ที่เติบโตในเขตร้อน ผลิตเมล็ดโกโก้ที่เป็นวัตถุดิบของช็อกโกแลต ผลผลิตที่เชื่อถือได้จากต้นโกโก้มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมช็อกโกแลตมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์
เศรษฐกิจของประเทศผู้ผลิต
และความเป็นอยู่ของเกษตรกรรายย่อยหลายล้านราย
แต่ในแต่ละปี โรคพืชหลายชนิดจำกัดการผลิตทั่วโลกอย่างรุนแรง โดย 20-30 เปอร์เซ็นต์ของฝักโกโก้ทำลายก่อนการเก็บเกี่ยว แอนดรูว์ ฟิสเตอร์ ผู้เขียนนำ นักวิชาการด้านดุษฏีบัณฑิตสาขาวิทยาศาสตร์พืช วิทยาลัยวิทยาศาสตร์การเกษตร รัฐเพนน์สเตต กล่าว
“ในแอฟริกาตะวันตก การระบาดของโรคเชื้อรารุนแรงสามารถทำลายผลโกโก้ทั้งหมดในฟาร์มเดียว” Fister กล่าว “เนื่องจากโรคต่างๆ เป็นปัญหาที่คงอยู่ของต้นโกโก้ การปรับปรุงความต้านทานโรคจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับนักวิจัย แต่การพัฒนาพันธุ์ต้านทานโรคได้ช้าลงเนื่องจากความต้องการแหล่งที่มาของความต้านทานทางพันธุกรรมและต้นโกโก้ที่มีมาเป็นเวลานาน” นักวิจัยรายงานเมื่อเร็ว ๆ นี้ใน Frontiers in Plant Science ผลการศึกษาซึ่งคิดว่าจะเป็นครั้งแรกที่แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการใช้เทคโนโลยี CRISPR ที่ทันสมัยเพื่อปรับปรุง Theobroma cacao
CRISPR ย่อมาจากคลัสเตอร์ palindromic แบบสั้นที่มีการเว้นวรรคอย่างสม่ำเสมอ เป็นวิธีการปรับเปลี่ยนจีโนมของสิ่งมีชีวิตโดยส่งเอนไซม์ตัดดีเอ็นเอ Cas9 ไปยังบริเวณเป้าหมายของดีเอ็นเออย่างแม่นยำ การเปลี่ยนแปลงที่เป็นผลลัพธ์สามารถลบหรือแทนที่ชิ้นส่วน DNA ที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งจะช่วยส่งเสริมหรือปิดใช้งานลักษณะบางอย่าง
งานก่อนหน้าในต้นโกโก้ระบุยีนที่เรียกว่า TcNPR3 ที่ยับยั้งการตอบสนองของโรคพืช นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าการใช้ CRISPR-Cas9 ในการขจัดยีนนี้จะส่งผลให้มีความต้านทานโรคเพิ่มขึ้น
เพื่อทดสอบสมมติฐานของพวกเขา พวกเขาใช้Agrobacteriumซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคในพืชที่ดัดแปลงเพื่อขจัดความสามารถในการก่อให้เกิดโรค เพื่อแนะนำส่วนประกอบ CRISPR-Cas9 ลงในใบโกโก้ที่แยกออกมา การวิเคราะห์เนื้อเยื่อที่บำบัดภายหลังพบว่ามีการลบสำเนา TcNPR3 27 เปอร์เซ็นต์ เมื่อติดเชื้อ Phytopthera tropicalis ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคตามธรรมชาติของต้นโกโก้และพืชชนิดอื่นๆ ใบที่บำบัดแล้วจะมีความต้านทานต่อโรคได้ดีกว่า ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าการกลายพันธุ์ของสำเนาของยีนเป้าหมายเพียงเศษเสี้ยวเดียวอาจเพียงพอที่จะกระตุ้นกระบวนการปลายน้ำ ส่งผลให้เกิดการดื้อต่อโรคในพืช
นักวิจัยยังได้สร้างตัวอ่อนโกโก้ที่ตัดต่อด้วยยีน CRISPR ซึ่งจะเติบโตเป็นต้นไม้ที่โตเต็มที่เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของแนวทางนี้ในระดับต้น
งานวิจัยชิ้นนี้สร้างขึ้นจากการวิจัยด้านเทคโนโลยีชีวภาพมากกว่า 30 ปีโดยมุ่งเป้าไปที่การสร้างต้นโกโก้ที่ดีขึ้นตามที่ผู้เขียนอาวุโส Mark Guiltinan ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาระดับโมเลกุลของพืชและผู้นำโครงการวิจัยโกโก้ที่ได้รับการสนับสนุนจาก Penn State
“ห้องปฏิบัติการของเราได้พัฒนาเครื่องมือหลายอย่างสำหรับการปรับปรุงต้นโกโก้ และ CRISPR ก็เป็นอีกเครื่องมือหนึ่ง” เขากล่าว “แต่เมื่อเทียบกับการผสมพันธุ์แบบเดิมและเทคนิคอื่นๆ CRISPR จะเร่งกระบวนการให้เร็วขึ้นและมีความแม่นยำมากขึ้น มันมีประสิทธิภาพอย่างน่าอัศจรรย์ในการกำหนดเป้าหมาย DNA ที่คุณต้องการ และจนถึงตอนนี้ เรายังไม่ตรวจพบผลกระทบใดๆ นอกเป้าหมาย”
นอกเหนือจากการจัดหาเครื่องมือใหม่ในการเร่งการผสมพันธุ์แล้ว เทคโนโลยี CRISPR-Cas9 ยังสามารถช่วยให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับชีววิทยาขั้นพื้นฐาน โดยนำเสนอวิธีการประเมินการทำงานของยีนอย่างมีประสิทธิภาพ นักวิจัยกล่าว “ด้วย CRISPR เราสามารถ ‘ทำลาย’ ยีนได้อย่างรวดเร็วและดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับพืช” Guiltinan อธิบาย “เรามีรายการยีนในท่อที่เราต้องการทดสอบ”
อาจมียีนหลายพันตัวที่เกี่ยวข้องกับการดื้อต่อโรค
ฟิสเตอร์กล่าวเสริม “เราต้องการประเมินให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้” เขากล่าว เป้าหมายสูงสุดของการวิจัยโกโก้ในเพนน์สเตตคือการช่วยยกระดับมาตรฐานการครองชีพสำหรับผู้ปลูกรายย่อย และรักษาเสถียรภาพการจัดหาโกโก้ที่ถูกคุกคามโดยการพัฒนาพืชที่สามารถทนต่อโรค การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และความท้าทายอื่น ๆ ตามที่ผู้เขียนร่วม Siela Maximova นักวิทยาศาสตร์อาวุโสและ ศาสตราจารย์ด้านพืชสวน
“การผลิตที่เพิ่มขึ้นในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาส่วนใหญ่มาจากการเพิ่มพื้นที่ในการผลิต” แม็กซิโมวา ผู้ร่วมอำนวยการโครงการวิจัยโกโก้กล่าว “แต่ดิน น้ำ ปุ๋ย และปัจจัยอื่นๆ ก็มีจำกัด เพื่อเพิ่มความยั่งยืน เราต้องการพืชที่แข็งแรงและต้านทานโรคได้มากขึ้น และให้ผลผลิตถั่วที่มีคุณภาพดีขึ้นและมากขึ้น
“การศึกษาครั้งนี้เป็น ‘การพิสูจน์แนวคิด’ ว่าเทคโนโลยี CRISPR-Cas9 สามารถเป็นเครื่องมือที่มีค่าในการบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ได้” เธอกล่าว
ที่มา: Penn State เว็บสล็อต
