Idealna kultivirana biljka je ukusna i visokorodna te otporna na bolesti i štetnike. Ali ako su odgovarajući geni smješteni daleko jedan od drugog na kromosomu, neke od tih pozitivnih osobina mogu se izgubiti u procesu selekcije. Kako bi osigurali da se sve pozitivne osobine prenose zajedno, istraživači s Instituta za tehnologiju u Karlsruheu (KIT) upotrijebili su CRISPR/Cas molekularne škare za invertiranje i genetsku deaktivaciju devet desetih kromosoma Arabidopsis, izvještava Portal Phys.org. Osobine kodirane u ovom dijelu kromosoma postaju "nevidljive" za genetsku razmjenu i stoga se mogu prenijeti nepromijenjene.
Ciljano uređivanje, umetanje ili potiskivanje geni u biljkama moguće je pomoću CRISPR/Cas molekularnih škara. Ova metoda se može koristiti za povećanje otpornosti biljaka na štetnike, bolesti ili utjecaji na okoliš Srijeda.
“Posljednjih godina, po prvi put, bili smo u mogućnosti koristiti CRISPR/Cas ne samo za uređivanje gena, već i za promjenu strukture kromosoma,” kaže prof. Holger Puchta, koji sa svojim timom proučava genske škare na Kineskom botaničkom institutu 30 godina.
Sada su istraživači uspjeli spriječiti genetska razmjena, koji je obično dio nasljednog procesa, ali može poremetiti odnose između svojstava. Do sada, ako su se osobine biljaka trebale prenositi zajedno, geni za te osobine morali su biti blizu jedan drugome na istom kromosomu. Ako su takvi geni udaljeniji, obično se odvajaju tijekom nasljeđivanja, pa se korisno svojstvo može izgubiti u procesu selekcije.
Znanstvenici su se u svojim istraživanjima ugledali na prirodu. “Inverzije — neka vrsta genetske nevidljivosti — također se često javljaju u manjim razmjerima kod divljih i kultiviranih biljaka. Naučili smo lekcije iz prirode, primijenili i proširili svoje znanje o njoj prirodni proces“, kaže Puchta.
U suradnji s prof. Andreasom Hubenom s Instituta za biljnu genetiku i istraživanje kultiviranih biljaka. Leibniz (IPK) Puchta i njegov tim preokrenuli su devet desetina kromosoma u modelnom organizmu, Arabidopsis thaliana. Samo na krajevima kromosoma geni su zadržali svoj izvorni slijed. "S ovim fragmentima, kromosom se može prenijeti na sljedeću generaciju baš kao i drugi kromosomi i ne može se potpuno izgubiti", kaže Puchta.
Za učinkovit uzgoj poljoprivrednih kultura važno je u jednoj biljci objediniti što više povoljnih svojstava. “Naravno, uzgajivači žele da njihovi proizvodi budu ukusni, da sadrže što više vitamina, a također i otporni na bolesti. Našom metodom to možemo pojednostaviti u budućnosti,” kaže Puchta.