“Ọna ti ṣiṣatunṣe genome ko yẹ ki o lodi si awọn ọna yiyan ibile. "Eyi jẹ dipo ohun elo tuntun," tẹnumọ ori ti yàrá-yàrá ti resistance aapọn ọgbin Gbogbo-Russian Research Institute of Agricultural Biotechnology (VNIISB) Vasily Taranov. - Ni ẹẹkan, awọn oniṣẹ abẹ ṣe awọn iṣẹ pẹlu ọbẹ, lẹhinna wọn farahan scalpels, ki o si lesa. Awọn aṣayan oriṣiriṣi patapata wa si iṣẹ abẹ. Nitorinaa imọ-ẹrọ jiini nfunni ni irinṣẹ kan ti o le mu ati mu nkan dara, ṣugbọn ko fagile tabi rọpo ohun gbogbo ti a ti lo tẹlẹ.”
Ile-iṣẹ Iwadi Gbogbo-Russian ti Imọ-ẹrọ Agricultural (VNIISB) n ṣiṣẹ yàrá kan fun resistance aapọn ọgbin, iṣẹ eyiti a ṣe ni awọn itọsọna akọkọ meji: wiwa fun awọn Jiini ti o pinnu idiwọ ọgbin si abiotic ati aapọn biotic, ati ṣiṣatunṣe jiini ti gbin eweko ni ibere lati mu wọn wahala resistance. Agbegbe iwadii awọn onimọ-jinlẹ pẹlu awọn poteto ati awọn ẹfọ ilẹ-ìmọ.
A sọrọ pẹlu ori ti yàrá Vasily Taranov ati oniwadi agba Marina Lebedeva nipa kini awọn ẹya ati awọn anfani ti awọn imọ-ẹrọ tuntun jẹ, kini awọn abajade ti wọn le ṣaṣeyọri ati kini awọn iṣoro ti awọn olupilẹṣẹ ogbin Russia ti wọn lo nipasẹ awọn onimọ-jinlẹ yàrá lati yanju.
– Loni nibẹ ni a pupo ti Ọrọ nipa awọn nilo lati titẹ soke awọn aṣayan ilana. O gbagbọ pe ọna ti atunṣe genome jẹ ki eyi ṣee ṣe. Eyi jẹ otitọ?
V.T.: Yoo jẹ deede diẹ sii lati sọ pe awọn ọna imọ-ẹrọ ṣe iranlọwọ kii ṣe pupọ lati yara yiyan bi lati faagun awọn agbara ti awọn onimọ-jinlẹ. Ilana ti ṣiṣẹ lori ọpọlọpọ tun wa ni gigun pupọ, nitori a n sọrọ nipa awọn irugbin ti o ni igbesi aye igbesi aye kan.
Ṣugbọn o ṣee ṣe fun awọn alamọja lati gba awọn abajade ti yoo nira pupọ (ti ko ba ṣeeṣe) lati ṣaṣeyọri ni lilo awọn ọna ibisi ibile.
Pẹlu iranlọwọ ti ṣiṣatunṣe genomic, a le ni ipinnu lati ṣafihan iyipada kan ti o ni ipa taara abuda kan pato ti ọpọlọpọ, lakoko ti o tọju eka iyokù ti awọn ami iwulo ti ọrọ-aje ko yipada.
M.L.: Fojuinu pe a fẹ ṣafihan apilẹṣẹ resistance lati ọdunkun igbẹ kan sinu oriṣiriṣi ti a gbin ni lilo awọn ọna ibisi ibile. Lati ṣe eyi, olutọju naa gbejade awọn agbelebu ti awọn "savage" pẹlu awọn laini aṣa kan. Iṣoro naa ni pe pẹlu jiini resistance, gbogbo awọn jiini “egan” miiran ni a gbe lọ si oriṣiriṣi, eyiti o jẹ aifẹ pupọ julọ nigbagbogbo. Imọ-ẹrọ jiini ngbanilaaye lati mu/ayipada jiini ti o fẹ nikan.
- Oju-ọna kan wa pe botilẹjẹpe ọna ti iṣatunṣe genome ti mọ fun bii ọdun 10, ko ti ṣe awọn abajade iṣowo ti o ṣe akiyesi.
V.T.: Eyi kii ṣe otitọ patapata. Awọn ile-iṣẹ ibisi ti o jẹ asiwaju agbaye lo ṣiṣatunṣe genome ati pe wọn ko tọju rẹ. Ṣugbọn a ko mọ kini gangan wọn ṣe ati kini awọn abajade ti wọn gba.
A ko ṣe ipolowo awọn aṣeyọri nitori pe o gbowolori diẹ sii lati mu ọja ọgbin kan ti a ti ṣe ilana nipa lilo awọn ọna ṣiṣe imọ-jiini ju eyiti a gba ni aṣa. Ati nigba miiran eyi ko ṣee ṣe lati ṣe.
Ni akoko kanna, o ṣoro pupọ lati jẹri pe a lo ṣiṣatunkọ genome lati ṣẹda oriṣiriṣi kan nipa lilo awọn ọna ti o wa tẹlẹ.
Lakoko idanwo naa, awọn alamọja yoo wa ilana isamisi kan ninu jiometirika ti ohun-ara; ti o ba wa, ọgbin naa yoo jẹ idanimọ bi atunṣe jiini. Ṣugbọn pẹlu ṣiṣatunṣe genomic, ko si nkan ti a ṣe sinu genome, nitorinaa a ko le rii ohunkohun.
Awọn iyipada nigbagbogbo ni ipa kii ṣe apilẹṣẹ kan nikan, ṣugbọn aaye kan pato ninu apilẹṣẹ, gangan nucleotide kan, lẹta kan. Ati awọn ti o ku ọkẹ àìmọye ti awọn lẹta wa bi nwọn wà. Lati pinnu pe a ti ṣatunkọ ọgbin kan, o nilo lati ka gbogbo jiini rẹ nitootọ, pẹlu agbegbe kan ni igba mẹwa ti o ga ju boṣewa lati yọkuro aṣiṣe. Ko si ẹnikan ti yoo ṣe iru iwọn didun ati itupalẹ gbowolori pupọ, ati pe olutọju le sọ nigbagbogbo pe o gba ọgbin ni lilo mutagenesis tabi yiyan aṣa.
– M.L.: Ṣiṣatunṣe Genome ni gbogbogbo, ati ni pataki iriri ti lilo awọn imọ-ẹrọ wọnyi lori awọn irugbin, jẹ itan aipẹ aipẹ kan.
Ko kere nitori lati yi ẹya kan pada o nilo lati mọ kini gangan ati bii o ṣe le ṣatunkọ rẹ. Awọn abuda ọgbin jẹ ipinnu nipasẹ awọn Jiini, pupọ julọ ọpọlọpọ awọn jiini, lati eyiti awọn ibi-afẹde to dara fun ṣiṣatunṣe gbọdọ yan. Ṣugbọn ṣiṣe alaye awọn iṣẹ ati ilana ti awọn Jiini kan pato ti o ṣe alabapin si awọn ami iwulo nilo eka ati awọn ikẹkọ gigun nigbagbogbo. Nigbati a ba ṣe afiwe pẹlu awọn ẹranko ati eniyan, a le sọ pe a ko mọ ọpọlọpọ awọn ilana molikula ti awọn ami ọgbin (fun apẹẹrẹ, resistance, iṣelọpọ, ati bẹbẹ lọ) daradara. Ni akoko kanna, awọn genomes ọgbin tobi ati eka sii, eyiti ko jẹ ki iṣẹ naa rọrun rara. Sibẹsibẹ, pupọ ni a ti mọ tẹlẹ nipasẹ iwadii ipilẹ ni isedale ọgbin, ati pe diẹ sii ti a loye eyi, diẹ sii awọn iṣeeṣe wa fun alekun iyipada.
Ni afikun, a n sọrọ nipa ọna ti o jẹ ki o ṣee ṣe lati ṣe atunṣe awọn abuda kan, ṣugbọn kii ṣe lati ṣafihan awọn orisirisi titun si ọja, ṣiṣẹ lori eyiti, pelu diẹ ninu isare, tun gba awọn ọdun.
– Njẹ awọn onimọ-ẹrọ nipa imọ-ẹrọ ṣe atunṣe apilẹṣẹ bi? Bawo ni wọn ṣe pinnu itọsọna gangan ti iṣẹ (idi fun ṣiṣatunkọ)?
V.T.: Onimọ-ẹrọ nipa imọ-ẹrọ gbọdọ ṣiṣẹ ni apapọ pẹlu olupilẹṣẹ aṣeyọri ti irugbin ti o yan ati, ni pipe, kan awọn olupilẹṣẹ alamọja miiran. Olutọju, papọ pẹlu awọn agbe, ṣeto iṣẹ-ṣiṣe naa, olutọpa ṣe iranlọwọ lati yan awọn genotypes ti o dara. A, leteto, kan si alagbawo pẹlu biochemists ati geneticists, a ro ohun ti a le pese lori yi igba (awọn pataki abuda ti wa ni ko nigbagbogbo to iwadi lati kan ti ibi ojuami ti wo). A wo ohun ti a le ṣe nitootọ, ṣe ipele iṣẹ wa, da laini abajade pada si ọdọ agbẹsin, ati pe olutọpa mu abajade wa si ọpọlọpọ.
- Njẹ ṣiṣatunṣe genome jẹ imọ-ẹrọ gbowolori?
V.T.: Iye owo gbigba ọgbin da lori irugbin na ati boya ohun ọgbin ti o yọrisi jẹ satunkọ tabi transgenic.
Ti a ba sọrọ nipa ohun elo, lẹhinna fun ile-iṣẹ ti o ti ṣiṣẹ tẹlẹ ni gbigba ohun elo ti ko ni ọlọjẹ ati microcloning, rira ohun elo ati awọn reagents fun ṣiṣatunṣe genome yoo jẹ iye kekere diẹ. Idiwo lati bẹrẹ iru iṣẹ bẹẹ le ma jẹ iye idoko-owo ti o lagbara, ṣugbọn aini awọn oṣiṣẹ ti o peye. Awọn eniyan diẹ ni o wa ti o le gba ati ṣe iru iṣẹ-ṣiṣe pataki kan.
Ati wiwa pada si awọn idiyele: ilọsiwaju imọ-ẹrọ ni agbegbe yii jẹ iyara pupọ. Awọn ọna ti iṣatunṣe genome, sọ, ni 2012, nigbati a ṣe awari CRISPR / Cas9 (imọ-ẹrọ kan fun ṣiṣatunkọ awọn genomes ti awọn oganisimu ti o ga julọ, ti o da lori eto ajẹsara ti kokoro arun), ati ohun ti a ni bayi yatọ pupọ. Iṣiṣẹ ṣiṣe n pọ si ni ọdun nipasẹ ọdun, ati awọn idiyele dinku.
M.L.: Eyi ni a le fiwera si iṣẹ akanṣe itọsẹ-ara-ara eniyan. Jiini eniyan akọkọ ni a ṣe lẹsẹsẹ nipasẹ ajọṣepọ kariaye fun ọdun 10 fun 2.7 bilionu dọla ni irọrun nitori iru awọn imọ-ẹrọ wa ni awọn 90s. Lọ́wọ́lọ́wọ́ báyìí, ìtòlẹ́sẹẹsẹ ìpilẹ̀ àbùdá ènìyàn pípé ń ná owó tí ó dín sí $1000 ó sì gba ọjọ́ bíi mélòó kan.
- Jẹ ki a tẹsiwaju si sisọ nipa yàrá-yàrá rẹ, ṣe o dojukọ lori imọ-jinlẹ ipilẹ tabi iwadi ti a lo?
V.T.: A gbiyanju lati ṣe awọn mejeeji. Ni ibẹrẹ, pataki ni a fun si awọn nkan ipilẹ, ṣugbọn ni bayi a n gbiyanju lati lo awọn idagbasoke wa lati ṣe adaṣe.
Ni akoko yii, fun apẹẹrẹ, a n ṣe ikẹkọ awọn ilana ti resistance ọdunkun si ọlọjẹ Y. Eyi jẹ iṣẹ ipilẹ pupọ, ṣugbọn ti o ba ṣaṣeyọri, abajade yoo jẹ ohun ti o nifẹ pupọ fun yiyan ti awọn orisirisi sooro.
M.L.: Ipilẹṣẹ ati imọ-jinlẹ ti a lo ni asopọ pẹkipẹki; ọkan ko le wa laisi ekeji. Ti a ko ba mọ bi ọlọjẹ naa ṣe n ṣepọ pẹlu ọgbin, pẹlu eyiti awọn ọlọjẹ kan pato, a kii yoo ni anfani lati yi wọn pada lati jẹ ki ohun ọgbin jẹ sooro.
A ti n ṣe iwadii lori ọlọjẹ Y lati ọdun 2018 ati pe o sunmọ ni otitọ pe ni awọn ọdun meji to nbọ a yoo gba agbekalẹ kan fun resistance, ati ni ọjọ iwaju abajade iwulo to wulo: ọgbin ọdunkun kii yoo ṣajọpọ awọn ọlọjẹ ọlọjẹ, o yoo jẹ sooro si kokoro.
– Ṣe o ni ifọwọsowọpọ pẹlu Russian ibisi ilé / osin?
V.T.: Lori poteto, a ṣiṣẹ pẹlu ọdọmọkunrin Maria Polyakova, ni itara ni ibasọrọ pẹlu awọn amoye lati Ẹgbẹ Ọdunkun, ati ṣetọju awọn olubasọrọ pẹlu Ile-iṣẹ Iwadi Federal ti Ọdunkun ti a npè ni lẹhin. A.G. Lorja. Bi fun eso kabeeji, a ṣe ajọṣepọ pẹlu awọn osin ati awọn oluṣọ irugbin ti Ile-ẹkọ giga Agrarian ti Ipinle Russia-Moscow Agricultural Academy ti a npè ni lẹhin. K.A. Timiryazev nipasẹ Grigory ati Socrates Monachos. Ati ninu ohun ti a ṣe ni agbegbe yii, wọn ni itọsọna patapata.
- Ati lẹẹkansi nipa awọn ọlọjẹ. Marina Valerievna, rẹ ibiti o ti ijinle sayensi ru ni ko nikan ni kokoro Y. Ni ọdun 2023, o gba ẹbun lati Ile-iṣẹ Imọ-jinlẹ ti Ilu Rọsia lati ṣe iwadii lori iṣẹ akanṣe naa “Iwadii ti awọn viromes ti awọn poteto ti a gbin (Solanum tuberosum L.) ni lilo awọn ọna ṣiṣe atẹle-giga.” Kini idi ti koko-ọrọ yii jẹ igbadun?
M.L.: Ọdunkun, si iye ti o tobi ju ọpọlọpọ awọn irugbin miiran lọ, jiya lati awọn arun ọlọjẹ, nitori wọn ti tan kaakiri ni vegetatively. Awọn ọlọjẹ kojọpọ ninu isu ati pe wọn kọja si awọn iran ti nbọ, nitorinaa ẹru gbogun ti n dagba nigbagbogbo. Nigbati wọn sọ pe awọn poteto n bajẹ, eyi ni pato ohun ti a n sọrọ nipa.
Awọn ọlọjẹ kii ṣe awọn eto inert; wọn ṣe ajọṣepọ pẹlu awọn mejeeji ọgbin agbalejo ati ara wọn. Awọn ọran wa nibiti ọgbin kan ti o ṣaisan tẹlẹ pẹlu ọlọjẹ kan pato ko le ni akoran pẹlu omiiran. Ati pe awọn ọlọjẹ wa ti ko le ṣe akoran ọgbin nikan; wọn ṣiṣẹ nikan ni ifowosowopo pẹlu awọn ọlọjẹ miiran. Laipẹ yii, iṣẹ kan ti tẹjade ti n ṣapejuwe awọn fọọmu ti awọn ọlọjẹ ti o ṣe iranlọwọ fun awọn irugbin lati ye ogbele. Iru iyipada airotẹlẹ lati parasitism si mutualism.
Ko si awọn kemikali ti o munadoko lati koju awọn arun ọlọjẹ lori poteto. Lati ṣe ilọsiwaju ilera rẹ, eka pupọ ati, pataki julọ, awọn ọna gbowolori ti ni idagbasoke: nipasẹ aṣa in vitro, gbigba microtubers. Ṣugbọn abajade nikan wa fun awọn iran diẹ. Lati wa awọn solusan miiran, o nilo lati ṣe iwadi awọn abuda kan ti awọn ọlọjẹ ni awọn alaye diẹ sii, nitorinaa iwadi naa jẹ pataki pupọ.
- GOST 33996-2016 “Awọn irugbin poteto. Awọn ipo imọ-ẹrọ ati awọn ọna fun ṣiṣe ipinnu didara” awọn atokọ awọn ọlọjẹ marun (PVK - ọlọjẹ ọdunkun X; SBK - S ọdunkun kokoro; MVK - M ọdunkun kokoro; YBK - Y ọdunkun ọlọjẹ; VSLK - ọlọjẹ ewe curl ọdunkun) ati ọkan viroid (PSTV – ọdunkun spindle tuber viroid). Yoo ti o idojukọ lori wọn?
M.L.: Ise agbese mi ni ero lati lo awọn ọna giga-giga lati ṣe iwadi awọn viromes (awọn akojọpọ awọn ọlọjẹ) ti o wa lori poteto ni Russia. Eyi jẹ iyanilenu mejeeji lati oju wiwo kini awọn eka ti awọn ọlọjẹ oriṣiriṣi wa lori ọgbin kan, ati lati oju-ọna ti itankalẹ ti awọn ọlọjẹ wọnyi.
Ni apapọ, diẹ sii ju awọn ọlọjẹ 50 ti a rii lori poteto ni a mọ ni agbaye. Awọn ti a ṣe akojọ ni GOST jẹ ninu awọn ti o lewu julọ, ati ni afikun, wọn ni awọn ami ita gbangba ti o han gbangba. Nitorinaa, negirosisi mosaiki jẹ ifihan ti o wọpọ ti ọlọjẹ Y, ati wiwa ti ọlọjẹ curl le jẹ ipinnu nipasẹ abuku abuku ti awọn abẹfẹlẹ ewe.
Ṣugbọn ọpọlọpọ awọn ọlọjẹ wa ti ko ṣe afihan ara wọn ni iyalẹnu, botilẹjẹpe wọn tun le ni ipa lori irugbin na. Wọn ti wa ni ṣọwọn awari, sugbon nikan nitori won ko ba wa ni nwa fun.
Bi apẹẹrẹ, Mo le tokasi awọn iṣẹ ti awọn ẹlẹgbẹ lati Gbogbo-Russian Research Institute of Plant Protection (VIZR). Ni ọdun 2019, wọn ṣe atẹjade nkan kan nipa wiwa ti ọlọjẹ ọdunkun P ni Russia. Ni iṣaaju o gbagbọ pe o pin kaakiri ni South America.
Ibeere naa ni kini a yoo rii ti a ko ba wo “labẹ ina opopona” nibiti o ti jẹ imọlẹ, ṣugbọn nibiti a ko ti wo sibẹsibẹ.
- Nibo ni iwọ yoo ṣe iwadi rẹ?
M.L.: Gẹgẹbi awọn ofin ti ẹbun naa, iṣẹ naa yoo gba ọdun meji. Ni ọdun to koja a ṣe ifowosowopo pẹlu oko ọdunkun kan ni agbegbe Tula, ohun elo ti a gba, ṣiṣẹ pẹlu awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi ati awọn atunṣe. Ni ọdun yii a yoo lọ si awọn agbegbe miiran ati rii kini awọn ọlọjẹ ti a rii nibẹ.
Awọn abajade iwadi naa yoo ṣe akopọ ni ọdun 2025, ati pe a yoo sọ pato fun awọn agbẹ ọdunkun Russia nipa wọn.