برای هزاران سال، محصولات بوسیله فرآیندهای اهلی سازی شکل گرفته اند. کشاورزان نژادهای جدیدی را انتخاب می کنند که با محیط های دائما در حال تغییر سازگار است. اگرچه این فرآیند کارآمد است، اما زمان بر است. علاوه بر این، صفت مورد نظر باید در جایی در تنوع گونه وجود داشته باشد تا بهبود یابد.

کپی مکانیزم از یک گونه ها ورود به یک گونه مورد علاقه زراعی بنابراین به یک چالش جدید تبدیل می شود. در میان فناوری‌های موجود، تکنیک‌های جدید ویرایش ژنوم گیاهی از سال 2012 در دسترس بوده است. اغلب با قیچی مولکولیتکنیک CRISPR-Cas9 امکان اصلاح ناحیه ای از DNA گیاه را به صورت هدفمند و دقیق فراهم می کند.

در میان بسیاری از گونه های زراعی مانند فلفل و نخود، برخی از ارقام به بیماری های ناشی از ویروس های جنس پوتی ویروس مقاوم هستند. آنها چطور این کار را انجام میدهند؟ برای آلوده کردن گیاهان، ویروس ها باید پروتئین ها را از میزبان خود ربودند، اما این پروتئین ها در حال حاضر وظایف خود را در سلول گیاه. گیاهانی که در برابر عفونت مقاومت می‌کنند، جهش‌هایی در ژنی کسب کرده‌اند که یکی از این پروتئین‌های «حساسیت» را کد می‌کند.

این جهش ها باعث استفاده از میزبان می شود پروتئين توسط ویروس غیر ممکن است، در حالی که برای گیاه عملکردی باقی می ماند. بنابراین گیاهی که این جهش ها را دارد در مقابل عفونت مقاومت می کند، بدون اینکه چیز دیگری برای گیاه تغییر دهد!

یک مطالعه جدید با هدف انتقال این مکانیسم به گیاهان مورد علاقه زراعی، با مطالعه امکان سنجی آن در گوجه فرنگی گیلاسی انجام شد. برای انجام این کار، تیم های INRAE ​​از رویکردی استفاده کردند که با رویکرد معمولی متفاوت بود. آنها سعی نکردند ژنی را که گیاه را در برابر ویروس مستعد می کند غیرفعال کنند، بلکه آن را برای تقلید از جهش های مسئول مقاومت موجود در نخود فرنگی یا فلفل اصلاح کردند.

برای این منظور، آنها از تکنیک CRISPR-Cas9 برای هدف قرار دادن دو ناحیه از این ژن استفاده کردند. این تغییرات همزمان منجر به تغییراتی در پروتئین تولید شده توسط این ژن می‌شود. این تغییرات به گیاه مقاومت بالایی در برابر چندین ویروس از جنس پوتی ویروس می‌دهد، از جمله PVYهمانند جهش‌های طبیعی انتخاب‌شده در گونه‌های دیگر، این تغییرات بیان یا تجمع پروتئین تولید شده توسط ژن را تغییر نمی‌دهند و همچنین بر عملکرد آن تأثیری ندارند.

این اثر به منزله اثبات مفهوم است و رویکرد جدیدی را برای ویرایش دقیق پیشنهاد می‌کند جهشبا هدف بازتولید مقاومت های طبیعی در گونه های حساس و در نتیجه محدود کردن استفاده از آفت کش ها.

یافته ها در مجله Biotechnology گیاهی.