Gambar: Cara tradisional kanggo regenerasi tanduran mbutuhake panggunaan pengatur pertumbuhan tanduran kayata hormon, sing bisa spesifik spesies lan intensif tenaga kerja. Ing panaliten anyar, para ilmuwan wis ngembangake sistem regenerasi tanduran anyar kanthi ngatur fungsi lan ekspresi gen sing melu dediferensiasi (proliferasi sel) lan rediferensiasi (organogenesis) sel tanduran. Ndeleng liyane
Cara tradisional regenerasi tanduran mbutuhake panggunaanpengatur wutah tandurankayatahormons, sing bisa dadi spesies spesifik lan intensif tenaga kerja. Ing panaliten anyar, para ilmuwan wis ngembangake sistem regenerasi tanduran anyar kanthi ngatur fungsi lan ekspresi gen sing melu dediferensiasi (proliferasi sel) lan rediferensiasi (organogenesis) sel tanduran.
Tetuwuhan wis dadi sumber panganan utama kanggo kewan lan manungsa nganti pirang-pirang taun. Kajaba iku, tanduran kasebut digunakake kanggo ngekstrak macem-macem senyawa pharmaceutical lan terapeutik. Nanging, panyalahgunaan lan panjaluk panganan sing akeh nyorot kabutuhan metode pembiakan tanduran anyar. Kemajuan bioteknologi tanduran bisa ngatasi kekurangan pangan ing mangsa ngarep kanthi ngasilake tanduran sing dimodifikasi sacara genetis (GM) sing luwih produktif lan tahan kanggo owah-owahan iklim.
Alamiah, tetanduran bisa regenerasi kabeh tetanduran anyar saka siji "totipotent" sel (sel sing bisa nimbulaké macem-macem jinis sel) dening dedifferentiating lan redifferentiating menyang sel karo struktur lan fungsi beda. Pengkondisian buatan saka sel totipoten kasebut liwat kultur jaringan tanduran digunakake kanthi akeh kanggo perlindungan tanduran, pembiakan, produksi spesies transgenik lan kanggo tujuan riset ilmiah. Cara tradisional, kultur jaringan kanggo regenerasi tanduran mbutuhake panggunaan regulator pertumbuhan tanduran (GGR), kayata auksin lan sitokinin, kanggo ngontrol diferensiasi sel. Nanging, kondisi hormonal optimal bisa beda-beda gumantung saka spesies tanduran, kondisi kultur lan jinis jaringan. Mula, nggawe kahanan eksplorasi sing optimal bisa dadi tugas sing mbutuhake wektu lan tenaga kerja.
Kanggo ngatasi masalah kasebut, Profesor Madya Tomoko Ikawa, bebarengan karo Profesor Madya Mai F. Minamikawa saka Universitas Chiba, Profesor Hitoshi Sakakibara saka Sekolah Pascasarjana Ilmu Bio-Pertanian Universitas Nagoya lan Mikiko Kojima, teknisi ahli saka RIKEN CSRS, ngembangake metode universal kanggo ngontrol tanduran liwat regulasi. Ekspresi gen diferensiasi sel "developmentally regulated" (DR) kanggo nggayuh regenerasi tanduran. Diterbitake ing Volume 15 Frontiers in Plant Science tanggal 3 April 2024, Dr. Ikawa nyedhiyakake informasi luwih lengkap babagan karya riset, nyatakake: "Sistem kita ora nggunakake PGR eksternal, nanging nggunakake gen faktor transkripsi kanggo ngontrol diferensiasi sel. padha karo sel pluripoten sing diinduksi ing mamalia."
Para peneliti ectopically nyatakake loro gen DR, BABY BOOM (BBM) lan WUSCHEL (WUS), saka Arabidopsis thaliana (digunakake minangka tanduran model) lan mriksa efek ing diferensiasi kultur jaringan saka tembakau, selada lan petunia. BBM nyandi faktor transkripsi sing ngatur perkembangan embrio, dene WUS nyandi faktor transkripsi sing njaga identitas sel induk ing wilayah meristem apikal pucuk.
Eksperimen kasebut nuduhake yen ekspresi Arabidopsis BBM utawa WUS mung ora cukup kanggo ngindhuksi diferensiasi sel ing jaringan godhong tembakau. Beda, coexpression BBM sing ditingkatake kanthi fungsional lan WUS sing diowahi kanthi fungsional nyebabake fenotipe diferensiasi otonom sing dipercepat. Tanpa nggunakake PCR, sel godhong transgenik dibedakake dadi kalus (massa sel sing ora teratur), struktur kaya organ ijo lan tunas adventif. Analisis reaksi berantai polimerase kuantitatif (qPCR), metode sing digunakake kanggo ngitung transkrip gen, nuduhake yen ekspresi Arabidopsis BBM lan WUS ana hubungane karo pembentukan kalus lan tunas transgenik.
Ngelingi peran penting fitohormon ing divisi lan diferensiasi sel, peneliti ngitung tingkat enem fitohormon, yaiku auksin, sitokinin, asam absisat (ABA), giberelin (GA), asam jasmonic (JA), asam salisilat (SA) lan metabolit ing tanduran transgenik. Asil kasebut nuduhake yen tingkat auksin aktif, sitokinin, ABA, lan GA ora aktif mundhak nalika sel mbedakake dadi organ, nyorot perane ing diferensiasi sel tanduran lan organogenesis.
Kajaba iku, peneliti nggunakake transkrip sekuensing RNA, cara kanggo analisis kualitatif lan kuantitatif ekspresi gen, kanggo ngevaluasi pola ekspresi gen ing sel transgenik sing nuduhake diferensiasi aktif. Asil kasebut nuduhake yen gen sing ana hubungane karo proliferasi sel lan auksin diperkaya ing gen sing diatur kanthi beda. Pemeriksaan luwih lanjut nggunakake qPCR nuduhake yen sel transgenik wis nambah utawa nyuda ekspresi papat gen, kalebu gen sing ngatur diferensiasi sel tanduran, metabolisme, organogenesis, lan respon auksin.
Sakabèhé, asil kasebut nuduhake pendekatan anyar lan serbaguna kanggo regenerasi tanduran sing ora mbutuhake aplikasi PCR eksternal. Kajaba iku, sistem sing digunakake ing panliten iki bisa nambah pangerten babagan proses dhasar diferensiasi sel tanduran lan nambah pilihan bioteknologi spesies tanduran sing migunani.
Nyorot aplikasi potensial saka karyane, Dr. Ikawa ngandika, "Sistem sing dilapurake bisa ningkatake pemuliaan tanduran kanthi nyedhiyakake alat kanggo ngindhuksi diferensiasi seluler sel tanduran transgenik tanpa perlu PCR. Mula, sadurunge tanduran transgenik ditampa minangka produk, masyarakat bakal nyepetake pemuliaan tanduran lan nyuda biaya produksi sing gegandhengan."
Babagan Profesor Madya Tomoko Igawa Dr. Tomoko Ikawa minangka asisten profesor ing Sekolah Pascasarjana Hortikultura, Pusat Ilmu Tanaman Molekuler, lan Pusat Riset Pertanian lan Hortikultura Angkasa, Universitas Chiba, Jepang. Kapentingan riset dheweke kalebu reproduksi lan pangembangan seksual tanduran lan bioteknologi tanduran. Pakaryane fokus kanggo mangerteni mekanisme molekuler reproduksi seksual lan diferensiasi sel tanduran nggunakake macem-macem sistem transgenik. Dheweke duwe sawetara publikasi ing bidang kasebut lan dadi anggota Japan Society of Plant Biotechnology, Botanical Society of Japan, Japanese Plant Breeding Society, Japanese Society of Plant Physiologists, lan International Society for the Study of Plant Reproduksi Seksual.
Diferensiasi otonom sel transgenik tanpa nggunakake hormon eksternal: ekspresi gen endogen lan prilaku phytohormones
Penulis nyatakake yen riset ditindakake tanpa ana hubungan komersial utawa finansial sing bisa dianggep minangka konflik kepentingan potensial.
Penafian: AAAS lan EurekAlert ora tanggung jawab kanggo akurasi siaran pers sing diterbitake ing EurekAlert! Sembarang panggunaan informasi dening organisasi sing nyedhiyakake informasi kasebut utawa liwat sistem EurekAlert.
Wektu kirim: Aug-22-2024