"Metodhe panyuntingan genom ora kena dilawan karo metode pilihan tradisional. "Iki minangka alat anyar," negesake kepala laboratorium resistensi stres tanduran Institut Riset Bioteknologi Pertanian All-Russian (VNIISB) Vasily Taranov. - Biyen, ahli bedah nindakake operasi nganggo piso, banjur muncul scalpels, banjur laser. Opsi sing beda-beda kasedhiya kanggo operasi. Dadi teknik genetika nawakake alat sing bisa digunakake lan nambah apa wae, nanging ora mbatalake utawa ngganti kabeh sing digunakake sadurunge.
All-Russian Research Institute of Agricultural Biotechnology (VNIISB) ngoperasikake laboratorium kanggo resistensi stres tanduran, sing ditindakake ing rong arah utama: telusuran gen sing nemtokake resistensi tanduran kanggo stres abiotik lan biotik, lan nyunting genom. tanduran sing ditanam kanggo nambah resistensi stres. Wilayah riset para ilmuwan kalebu kentang lan sayuran sing mbukak.
Kita ngomong karo kepala laboratorium Vasily Taranov lan peneliti senior Marina Lebedeva babagan fitur lan kaluwihan teknologi paling anyar, apa asil sing bisa digayuh lan masalah apa produsen pertanian Rusia sing digunakake dening para ilmuwan laboratorium kanggo ngatasi.
– Dina iki ana akèh Dhiskusi bab perlu kanggo nyepetake proses pilihan. Dipercaya manawa metode panyuntingan genom ngidini iki ditindakake. Iki bener?
V.T.: Luwih bener yen cara bioteknologi ora mbantu nyepetake seleksi kanggo nggedhekake kemampuan para ilmuwan. Proses nggarap macem-macem isih cukup suwe, amarga kita ngomong babagan tanduran sing duwe siklus urip tartamtu.
Nanging spesialis bisa entuk asil sing bakal angel banget (yen ora mokal) digayuh kanthi nggunakake metode breeding tradisional.
Kanthi bantuan panyuntingan genomik, kita bisa kanthi sengaja ngenalake mutasi sing langsung mengaruhi karakteristik tartamtu saka macem-macem, nalika njaga kompleks sifat ekonomi sing ora owah.
M.L.: Bayangake yen kita pengin ngenalake gen resistensi saka kentang liar menyang macem-macem sing dibudidayakake nggunakake metode pemuliaan tradisional. Kanggo nindakake iki, peternak nindakake seri salib saka "galak" kanthi garis budaya tartamtu. Masalahe yaiku bebarengan karo gen resistensi, kabeh gen "liar" liyane ditransfer menyang macem-macem, sing paling asring ora dikarepake. Rekayasa genetik ngidini sampeyan njupuk / ngganti mung siji gen sing dikarepake.
- Ana sudut pandang sing senadyan kasunyatan manawa metode panyuntingan genom wis dikenal watara 10 taun, nanging durung ngasilake asil komersial sing nyata.
V.T.: Iki ora sakabehe bener. Perusahaan breeding utama ing donya nggunakake panyuntingan genom lan ora ndhelikake. Nanging kita ora ngerti persis apa sing ditindakake lan apa asile.
Prestasi ora diiklanake amarga luwih larang kanggo digawa menyang pasar tanduran sing wis diolah nggunakake metode rekayasa genetika tinimbang sing dipikolehi kanthi cara tradisional. Lan kadhangkala iki mung mokal kanggo nindakake.
Ing wektu sing padha, angel banget kanggo mbuktekake manawa panyuntingan genom digunakake kanggo nggawe macem-macem tartamtu nggunakake metode sing wis ana.
Sajrone tes, spesialis bakal nggoleki urutan panandha ing génom organisme; yen ana, tanduran kasebut bakal diakoni minangka modifikasi sacara genetis. Nanging kanthi panyuntingan genom, ora ana sing dilebokake ing genom, mula ora ana sing bisa ditemokake.
Owah-owahan asring mengaruhi ora mung siji gen, nanging panggonan tartamtu ing gen, secara harfiah siji nukleotida, siji huruf. Lan sisa milyaran layang tetep kaya saiki. Kanggo nemtokake manawa tanduran wis diowahi, sampeyan kudu maca kabeh genom, kanthi jangkoan sepuluh kaping luwih dhuwur tinimbang standar kanggo ngilangi kesalahan. Ora ana sing bakal nindakake analisis sing akeh banget lan larang banget, lan peternak mesthi bisa ujar manawa dheweke entuk tanduran kasebut nggunakake mutagenesis utawa pilihan tradisional.
- M.L.: Suntingan genom umume, lan utamane pengalaman nggunakake teknologi kasebut ing tanduran, minangka crita sing cukup anyar.
Paling ora amarga kanggo ngganti fitur sampeyan kudu ngerti apa persis lan carane ngowahi. Sifat-sifat tanduran ditemtokake dening gen, paling asring sakumpulan gen, saka ngendi target sing cocog kanggo nyunting kudu dipilih. Nanging njlentrehake fungsi lan angger-angger gen tartamtu sing nyumbang kanggo sipat kapentingan mbutuhake pasinaon Komplek lan asring dawa. Yen dibandhingake karo kewan lan manungsa, kita bisa ujar manawa kita ora ngerti akeh mekanisme molekuler sifat tanduran (contone, resistensi, produktivitas, lan liya-liyane). Ing wektu sing padha, genom tanduran luwih gedhe lan luwih rumit, sing ora nyederhanakake tugas kasebut. Nanging, akeh sing wis dingerteni liwat riset dhasar ing biologi tanduran, lan luwih ngerti babagan iki, luwih akeh kemungkinan kanggo modifikasi.
Kajaba iku, kita ngomong babagan cara sing bisa mbenerake ciri-ciri tartamtu, nanging ora ngenalake varietas anyar menyang pasar, sing bisa ditindakake, sanajan sawetara akselerasi, isih butuh pirang-pirang taun.
– Apa bioteknologi nindakake panyuntingan gen? Kepiye carane nemtokake arah nyata karya (tujuan kanggo nyunting)?
V.T.: Ahli bioteknologi kudu kerja bareng karo peternak sing sukses saka potong sing dipilih lan, saenipun, melu produser spesialis liyane. Peternak, bebarengan karo petani, nyetel tugas, peternak mbantu milih genotipe sing cocog. Kita, banjur, takon karo ahli biokimia lan ahli genetika, kita mikir apa sing bisa ditawakake ing basis iki (karakteristik sing dibutuhake ora mesthi disinaoni kanthi cukup saka sudut pandang biologi). Kita ndeleng apa sing bisa ditindakake, nindakake tahapan kerja, ngasilake garis sing diasilake menyang peternak, lan peternak nggawa asil menyang macem-macem.
- Apa nyunting genom minangka teknologi sing larang?
V.T.: Biaya kanggo entuk tanduran gumantung saka potong lan apa tanduran sing diasilake diowahi utawa transgenik.
Yen kita ngomong babagan peralatan, mula kanggo perusahaan sing wis entuk bahan bebas virus lan microcloning, tuku peralatan lan reagen kanggo panyuntingan genom bakal regane sithik. Rintangan kanggo miwiti karya kasebut bisa uga dudu jumlah investasi sing akeh banget, nanging kekurangan personel sing mumpuni. Ana sawetara wong sing bisa nindakake lan nindakake tugas khusus kasebut.
Lan bali menyang biaya: kemajuan teknologi ing wilayah iki cepet banget. Cara panyuntingan genom, umpamane, ing taun 2012, nalika CRISPR / Cas9 ditemokake (teknologi kanggo nyunting génom organisme sing luwih dhuwur, adhedhasar sistem kekebalan bakteri), lan apa sing kita duwe saiki beda banget. Efisiensi operasi mundhak saben taun, lan biaya mundhak.
M.L.: Iki bisa dibandhingake karo proyek urutan genom manungsa. Genom manungsa pisanan diurutake dening konsorsium internasional sajrone 10 taun kanthi rega 2.7 milyar dolar amarga teknologi kasebut kasedhiya ing taun 90-an. Saiki, urutan genome manungsa lengkap biaya kurang saka $1000 lan njupuk sawetara dina.
- Ayo nerusake ngomong babagan laboratorium sampeyan, apa fokus ing ilmu dhasar utawa riset terapan?
V.T.: Kita nyoba nindakake loro-lorone. Kaping pisanan, prioritas diwenehake kanggo perkara-perkara dhasar, nanging saiki kita nyoba ngetrapake pangembangan kanggo praktik.
Ing wayahe, contone, kita sinau mekanisme resistensi kentang kanggo virus Y. Iki akeh karya dhasar, nanging yen sukses, asil bakal menarik banget kanggo pilihan saka varieties tahan.
M.L.: Ilmu dhasar lan terapan saling gegandhengan; siji ora bisa ana tanpa liyane. Yen kita ora ngerti carane virus sesambungan karo tanduran, karo protèin tartamtu, kita ora bakal bisa ngganti kanggo nggawe tanduran tahan.
Kita wis nganakake riset babagan virus Y wiwit taun 2018 lan saiki wis nyedhak kasunyatan manawa ing sawetara taun sabanjure kita bakal entuk rumus kanggo resistensi, lan ing mangsa ngarep asil praktis sing dibutuhake: tanduran kentang ora bakal nggawe sintesis protein virus. bakal tahan kanggo virus.
– Apa sampeyan kerjo bareng karo perusahaan breeding Rusia / breeders?
V.T.: Ing kentang, kita kerja bareng karo peternak enom Maria Polyakova, aktif komunikasi karo ahli saka Uni Kentang, lan njaga kontak karo Pusat Riset Federal Kentang sing dijenengi sawise. A.G. Lorja. Minangka kanggo kubis, kita sesambungan karo peternak lan petani wiji saka Russian State Agrarian University-Moscow Agricultural Academy dijenengi sawise. K.A. Timiryazev dening Grigory lan Socrates Monachos. Lan apa sing kita lakoni ing wilayah iki, kita dituntun kanthi lengkap.
- Lan maneh babagan virus. Marina Valerievna, macem-macem kapentingan ilmiah sampeyan kalebu ora mung virus Y. Ing taun 2023, sampeyan nampa dana saka Yayasan Ilmu Rusia kanggo nindakake riset babagan proyek "Studi virome kentang sing ditanem (Solanum tuberosum L.) nggunakake metode sekuensing throughput dhuwur." Napa topik iki menarik?
M.L.: Kentang, luwih akeh tinimbang tanduran liyane, nandhang penyakit virus, amarga disebarake kanthi vegetatif. Virus nglumpukake ing umbi-umbian lan diwarisake menyang generasi sabanjure, saengga viral load saya tambah akeh. Nalika padha ngomong yen kentang degenerating, iki persis apa sing kita ngomong.
Virus dudu sistem inert; padha aktif sesambungan karo tanduran inang lan siji liyane. Ana kasus nalika tanduran sing wis lara karo virus tartamtu ora bisa kena infeksi liyane. Lan ana virus sing ora bisa nginfèksi tanduran piyambak, mung tumindak bebarengan karo virus liyane. Mung bubar, karya diterbitake njlèntrèhaké wangun virus sing mbantu tetanduran urip kahanan garing lan kurang banyu. Transisi sing ora dikarepake saka parasitisme menyang mutualisme.
Ora ana bahan kimia sing efektif kanggo nglawan penyakit virus ing kentang. Kanggo nambah kesehatan, cukup rumit lan, sing paling penting, cara sing larang wis dikembangake: liwat budaya in vitro, entuk microtubers. Nanging asil mung tahan kanggo sawetara generasi. Kanggo nemokake solusi liyane, sampeyan kudu nyinaoni karakteristik virus kanthi luwih rinci, mula panliten kasebut cocog banget.
- GOST 33996-2016 "Kentang wiji. Kondisi teknis lan cara kanggo nemtokake kualitas" limang virus kadhaptar (PVK - X kentang virus; SBK - S kentang virus; MVK - M kentang virus; YBK - Y kentang virus; VSLK - leaf curl virus kentang) lan siji viroid (PSTV – potato spindle tuber viroid). Apa sampeyan bakal fokus ing wong-wong mau?
M.L.: Proyekku nduweni tujuan kanggo nggunakake cara-cara dhuwur kanggo nyinaoni virome kasebut (koleksi virus) sing ana ing kentang ing Rusia. Iki menarik saka sudut pandang babagan kompleks virus sing beda-beda sing ditemokake ing siji tanduran, lan saka sudut pandang prevalensi virus kasebut.
Secara total, luwih saka 50 virus sing ditemokake ing kentang dikenal ing saindenging jagad. Sing kadhaptar ing GOST kalebu sing paling mbebayani, lan uga ana tandha-tandha njaba sing jelas. Mangkono, nekrosis mozaik minangka manifestasi umum infeksi virus Y, lan anané virus curl rwaning bisa ditemtokake kanthi deformasi karakteristik bilah godhong.
Nanging ana akeh virus sing ora katon sacara fenotip, sanajan bisa uga duwe pengaruh ing panen. Jarang ditemokake, nanging mung amarga ora digoleki.
Minangka conto, aku bisa ngutip karya rekan saka Institut Riset Proteksi Tanaman All-Russian (VIZR). Ing 2019, dheweke nerbitake artikel babagan panemuan virus kentang P ing Rusia. Sadurunge diyakini disebarake sacara eksklusif ing Amerika Selatan.
Pitakonan yaiku apa sing bakal kita temokake yen kita ora katon "ing dalan" ing endi cahya, nanging ing endi sing durung katon.
– Ing ngendi sampeyan bakal nindakake riset?
M.L.: Miturut syarat-syarat hibah, proyek kasebut bakal njupuk rong taun. Paling taun kita kolaborasi karo farm kentang ing wilayah Tula, diklumpukake materi, makarya karo macem-macem varieties lan Reproductions. Taun iki kita bakal pindhah menyang wilayah liyane lan ndeleng virus apa sing ditemokake ing kana.
Asil panaliten kasebut bakal diringkes ing taun 2025, lan kita mesthi bakal ngandhani petani kentang Rusia babagan iki.