راهکاری نوین برای صرفه‌جویی در آب و افزایش تولید برنج: مهندسی ژنتیک با ژن‌های OsNAC5 و EPSPS

محورهای موضوعی :

سید محمد موسوی پاکزاد ¹ , الهه معتمد ² , نسرین سلطانی ³ , محدثه محسن پور ⁴ , علی اکبر عبادی ⁵ , مطهره محسن پور ^{6 *}

1 - بخش مهندسي ژنتيک و ايمني زيستي، پژوهشگاه بیوتکنولوژي کشاورزي (ABRII)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزي، کرج، ایران
2 - 1- بخش مهندسي ژنتيک و ايمني زيستي، پژوهشگاه بیوتکنولوژي کشاورزي (ABRII)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزي، کرج، ایران
3 - بخش مهندسي ژنتيک و ايمني زيستي، پژوهشگاه بیوتکنولوژي کشاورزي (ABRII)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزي، کرج، ایران
4 -
5 - موسسه تحقيقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزي، کرج، ایران
6 - پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی کرج

تاریخ دریافت : 1403/09/03 تاریخ پذیرش : 1403/09/22 تاریخ انتشار : 1404/01/25

کلید واژه:

چکیده مقاله :

سابقه و هدف: استفاده از روش‌های علمی برای حل مشکلات مرتبط با علف‌های هرز در کشت برنج می‌تواند روش‌های زراعی را متحول کند، به طوری که نیاز به غرقابی و سیستم‌های کرت‌بندی حذف شود و هزینه‌های تولید به طور قابل توجهی کاهش یابد. این مطالعه بر استفاده از فناوری‌های پیشرفته تمرکز دارد که با ترکیب ژن‌های تحمل به علف‌کش و ژن‌هایی که تحمل به خشکی یا افزایش عملکرد را فراهم می‌کنند، انجام می‌شود. مواد و روش‌ها: برای دستیابی به این هدف، یک سازه ژنی چندگانه طراحی شد که ژن تحمل به علف‌کش را در کنار ژن 5OsNAC، مرتبط با تحمل به خشکی، بهبود عملکرد و تغییر ساختار ریشه، در بر داشت. توالی کدکننده ژن 5 OsNAC بهینه‌سازی کدونی شده و تحت کنترل پیش‌بر3RCc و پایان‌بر 17tahsp قرار گرفت و همراه با کاست ژنی EPSPS در ناحیه T-DNA یک وکتور مبتنی بر Agrobacterium همسانه‌سازی شد. سازه ژنی حاصل با استفاده از Agrobacterium tumefaciens به برنج منتقل شد و مراحل انتخاب و باززایی به‌طور مستمر انجام گرفت. يافته‌ها: آنالیز واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) با استفاده از آغازگرهای مختص ژن و سازه، حضور تراژن‌ها را در گیاهان باززایی‌شده در محیط انتخابی تأیید کرد. از این فرآیند، شش رخداد مستقل از انتقال سازه نوترکیب موسوم به 5pUhErN به دست آمد. این رخدادها با استفاده از واکنش PCR معکوس برای تفکیک رخدادهای مستقل و تعیین محل الحاق تراژن در گیاهان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتيجه‌گيري: توسعه برنج با قابليت مصرف کمتر آب گامی مهم در جهت مواجهه با محدودیت‌های اقلیمی و منابع کشور است و نقشی کلیدی در حفظ امنیت غذایی و دستیابی به خودکفایی دارد. استفاده از این فناوری‌ها می‌تواند به پایداری تولید برنج در ایران کمک کرده و آن را در برابر چالش‌های محیطی مقاوم‌تر سازد.