ARS-Wissenschaftler rationalisieren den Prozess zur Einführung mehrerer Gene - wie es erforderlich ist, um Kartoffeln gegen Spätfäule resistent zu machen

Wissenschaftler des Agricultural Research Service (ARS) in Albany, Kalifornien, haben einen Weg gefunden, den Prozess zu optimieren, mit dem Wissenschaftler mehrere Gene in eine Kulturpflanze einfügen, und eine zuverlässige Methode entwickelt, die es einfacher macht, eine Vielzahl von Kulturen mit erheblich verbesserten Pflanzen zu züchten Züge.

Die Technologie soll den Entwicklungsprozess beschleunigen KartoffelsortenReis, Zitrusfrüchte und andere Pflanzen, die besser gegen Hitze und Trockenheit gerüstet sind, höhere Erträge erzielen und einer Vielzahl von Krankheiten und Schädlingen widerstehen. Pflanzen mit größerer Resistenz gegen Krankheitserreger und Insekten könnten den Pestizideinsatz erheblich reduzieren und Ernteverluste in Milliardenhöhe verhindern.

Roger Thilmony, ein ARS-Molekularbiologe in Albany:
 

"Genetische Verbesserungen, die zuvor schwierig oder unmöglich waren, werden viel einfacher sein, da wir jetzt nicht nur ein oder zwei Gene, sondern mehrere Gene so in eine Pflanze einfügen können, dass vorhersehbare Ergebnisse erzielt werden."

Heute wurde ein Artikel veröffentlicht, der die Leistung von Thilmony, James Thomson, einem ARS-Genetiker in Albany, und Ray Collier, einem ehemaligen ARS-Postdoktoranden, beschreibt in der August-Ausgabe von Das Pflanzenblatt.

Die GAANTRY-Genstapelungstechnologie wird allen Interessierten frei zur Verfügung stehen, und JR Simplot plant, es zu nutzen, um mehrere Gene in Kartoffeln einzuführen, um sie resistenter gegen die Krautfäule zu machen, die durch einen pilzähnlichen Organismus verursacht wird.

Spätfäule (Phytophthora infestans) können ganze Felder zerstören und manche Landwirte zwingen, bis zu 15 Mal im Jahr Fungizide zu spritzen.

Craig Richael, Forschungs- und Entwicklungsleiter bei JR Simplot:
 

"Wir haben jahrelang darum gekämpft, mehrere Resistenzgene gegen Spätbrand in Kartoffeln zu stecken."

"Es sind sehr lange, komplexe Gene, und mit vorhandenen Technologien war es äußerst schwierig."

"Aber die GAANTRY-Technologie wird uns enorm helfen."

Wissenschaftler haben im Laufe der Jahre die Genetik von Sojabohnen, Mais, Raps und anderen Kulturpflanzen verändert, um Sorten zu entwickeln, die bestimmte Herbizide vertragen und Insektenschädlingen widerstehen.

Diese Merkmale wurden jedoch von einem oder zwei Genen kontrolliert, und in den meisten Kulturpflanzen werden wichtige Merkmale wie Kälte- und Trockenheitstoleranz, Ertrag und Samenproduktion fast immer von mehreren Genen kontrolliert.

Das Einfügen von mehr als zwei oder drei Genen in dieselbe Stelle auf einem Pflanzenchromosom war notorisch schwierig.

Die einzigartige Plattform der Forscher stabilisiert große „Stapel“ von DNA, die für die Verleihung von Schlüsselmerkmalen benötigt werden, und ermöglicht es Forschern, Gen-Suites „so genau einzufügen, dass während des Prozesses keine unbeabsichtigte DNA hinzugefügt wird oder verloren geht“, sagt Thomson.

Roger Thilmony:
 

"Vorher war es schwierig oder unmöglich, 10 Gene zusammenzusetzen, um sie in eine neue Linie einzufügen. Diese Technologie stabilisiert jedoch im Wesentlichen den Stapel und sorgt für stabilere und viel einfacher vorherzusagende Ergebnisse."