Çinko açısından zengin pirinç yetiştiriciliği ve mekanizma araştırması ilerlemesi
İnsan vücudunun sadece karbonhidratlar, lipitler ve protein gibi üç ana besin maddesine değil, aynı zamanda demir, çinko, selenyum ve iyot gibi 16 mineral elementin yanı sıra A vitamini, E vitamini ve folik asit gibi 13 vitamine ihtiyacı vardır. Güncel araştırmalar, gerekli mikro besinlerin uzun süre yetersiz kalması durumunda, insan vücudunun bağışıklığın azalması, zihinsel gerilik, azgelişmişlik ve iş becerisinin kaybı gibi çeşitli sağlık sorunlarından muzdarip olacağını göstermektedir. 2005 yılında Dünya Sağlık Örgütü bu fenomeni "gizli açlık" olarak adlandırdı. Gizli açlık sadece insanların sağlığını tehlikeye atmakla kalmaz, aynı zamanda sosyal ve ekonomik kalkınma üzerinde derin ve olumsuz bir etkiye sahiptir. Dünya Bankası istatistiklerine göre, gizli açlığın neden olduğu doğrudan ekonomik kayıplar, küresel GSYİH'nın% 3 ila% 5'ini oluşturmaktadır. Bu nedenle gizli açlık sadece insanların sağlığını değil, ekonomik kalkınmayı da etkilemektedir. Diğer gelişmekte olan ülkeler gibi, Çin de dünyadaki gizli açlığın ciddi sorunuyla karşı karşıya olan ülkelerden biridir. Çinko, insan vücudunda gerekli olan ancak kolayca eksik olan bir besin elementidir.Dünya nüfusunun yaklaşık% 20'si, yetersiz çinko emilimi tehdidiyle karşı karşıyadır. Çinko, insan büyümesi ve gelişimi, üreme genetiği, bağışıklık ve diğer fizyolojik süreçlerde son derece önemli bir rol oynar ve insanlar tarafından "yaşam çiçeği" olarak adlandırılır.
Yetiştirme yoluyla mahsullerdeki mikro besin içeriğinin artırılması, insanların mevcut yeme alışkanlıklarını ve işleme yöntemlerini değiştirmesini gerektirmez, böylece insanların ihtiyaç duydukları besinleri gıdalardan güvenle alabilmeleri bilim adamlarının uzun vadeli bir amacıdır ve aynı zamanda mikro besinleri iyileştirme hedefidir. Kötü beslenme en uygun maliyetli yoldur. Pirinç, dünya nüfusunun yarısından fazlasının temel besin maddesidir, ancak tahıllarındaki çinko içeriği çok düşüktür. Bu nedenle, pirinç tanesinin emilimi ve çinkonun taşınması ve zenginleştirilmesinin moleküler düzenleme mekanizması üzerine araştırmalar ve tahıllarda çinko içeriğini artırmak için biyoteknolojinin kullanılması, insan çinko beslenmesi ve sağlığının tatmini için önemlidir. önemli anlam.
Gao Shaopei, Çin Bilimler Akademisi, Genetik ve Gelişim Biyolojisi Enstitüsü, Bitki Genomiği Devlet Anahtar Laboratuvarı Araştırma Grubundan Ph.D. Bitki hücrelerinde çinko dengesinin düzenlenmesinde önemli rol oynar. Çalışma, sitokinin eksikliği olan mutant ren1-D'yi (Gao ve diğerleri, Plant Physiology, 2014) başlangıç noktası olarak aldı. Ren1-D, fide aşamasında taç köklerinin sayısında bir artış ve kök uzunluğunda bir artış gösterdi. Fenotip, T'den değiştirildi -DNA eklenmesi, sitokinin dehidrojenaz OsCKX4 aktivasyonuna neden olur. İlginç bir şekilde Gao Shaopei, ren1-D mutantında hem köklerde hem de gövdelerde çinko içeriğinin önemli ölçüde arttığını buldu. Diğer deneyler, çinko emiliminden sorumlu OsZIP ailesi taşıyıcısının gen transkripsiyon seviyelerinin, çinko taşınmasından sorumlu OsHMA2 ve OsNAS'ın tümünün sitokinin tarafından sıkı bir şekilde düzenlendiğini buldu. Saha deneyleri, ren1-D mutantının tahıllarındaki Zn içeriğinin önemli ölçüde arttığını, OsCKX4 RNAi girişim suşu ve onun homolog gen OsCKX2 nakavt mutantı ve diğer sitokini arttırıcı materyallerin tahıllarındaki çinko içeriğinin önemli ölçüde azaldığını gösterdi. Yukarıdaki sonuçlar, sitokininlerin pirinçte çinkonun emilimini ve taşınmasını düzenlemede önemli bir rol oynadığını göstermektedir.
Ayrıca köke özgü promoter RCc3, bitkilerde sitokinin metabolizmasını hassas bir şekilde düzenlemek için sitokinin dehidrojenaz OsCKX4'ü eksprese eder, bu da aynı anda pirincin çinko içeriğini ve verimini geliştirebilir. ICP-OES saptaması, RCc3: OsCKX4 transgenik kahverengi pirincin iki hattının çinko içeriğinin kontrole göre% 57 ve% 61 arttığını ve verimin kontrole göre% 11.2 ve% 10.9 arttığını gösterdi. X-ışını floresan görüntüleme, artan çinkonun aleuron tabakasından endosperme geniş bir şekilde dağıldığını gösterdi. Bu çalışmanın sonuçları, sitokinin metabolizmasını düzenleyerek çinko bakımından zengin pirincin yetiştirilmesi için teorik bir temel sağlar.
Araştırma sonuçları 27 Mayıs'ta New Phytologist'te çevrimiçi olarak yayınlandı (DOI: 10.1111 / nph.15962). Gao Shaopei, makalenin ilk yazarıdır ve araştırması Çin Bilimler Akademisi ve Bilim ve Teknoloji Bakanlığı tarafından desteklenmektedir.
Şekil: OsCKX4'ün köke özgü ifadesi, tahıllarda ve pirinç veriminde çinko içeriğini artırır. (a) RCc3: OsCKX4 (Rc) transgenik soy ve kontrol bitki tipi; (b) Ana kulak fenotipi; (c) Rc soyunda ve kontrol kökünde OsCKX4 ekspresyonu; (d) ve (e) normal çinko ve düşük Çinko kültürü altında fidelerin köklerinde ve saplarında çinko içeriği; (f) kahverengi pirinçte çinko içeriği; (g) tane şekli ve çinko dağılımı; (h) arsa verimi.
Kaynak: Genetik ve Gelişim Biyolojisi Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, aşağıdakileri yapmanız gerekir: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
