A CRISPR/Cas9 génmódosítási módszer segítségével a kutatók meghosszabbították a japán dinnye eltarthatósági idejét azáltal, hogy a CmACO1 gén módosításával csökkentették az etiléntermelést, ami egy olyan öröklődő tulajdonság, amely nem igényli külső gének használatát.
A növényi hormon, az etilén gáz halmazállapotban már régóta ismert arról, hogy gyorsítja a gyümölcsök érését, és jelentős hatással van az eltarthatóságra. Egy nemrégiben végzett tanulmányban a tudósok a CRISPR/Cas9 génmódosítási módszer segítségével módosították a japán luxusdinnye (Cucumis melo var. reticulatus „Harukei-3”) etiléntermelési útvonalát, hogy növeljék az eltarthatósági időt.
A CRISPR/Cas9 módszer során lényegében Cas9 enzimek segítségével módosítják célzottan azokat a géneket (kikapcsolják, vagy csökkentik az aktivitásukat), melyeknek valamilyen, a termény tulajdonságát meghatározó szerepet tulajdonítanak. Az ily módon elért eredményeiket a Frontiers in Genome Editing című folyóiratban tették közzé a közelmúltban.
Az 1-aminociklopropán-1-karbonsav-oxidáz (ACO) enzim az etiléntermelési útvonal utolsó lépéséhez kapcsolódik, és több homológ génnel rendelkezik. A kutatócsoport korábban öt CmACO-gént (az ACO homológ génjeit) mutatott ki a dinnye genomjában, továbbá azt, hogy a CmACO1 gén hatása túlnyomórészt a betakarított gyümölcsben fejeződik ki.
Ezért a kutatók arra következtettek, hogy a CmACO1 fontos génnek számít a dinnye termésének tartósítását elősegítő gének közül. Ebben a tanulmányban a CmACO1-et választották a génszerkesztés célpontjának, és megpróbáltak mutációkat létrehozni a génben – tehát, a fent említett módszer segítségével igyekeztek a gén aktivitását csökkenteni, hogy az érést gyorsító etiléngáz mennyiségét ilyen módon tuják csökkenteni.
Ennek következtében a betakarított dinnyék nem tartalmaztak idegen gént – hiszen a meglévők működését módosították –, ugyanakkor az előidézett mutációk legalább két generáción keresztül öröklődtek.
A nem génmódosított, kontrollcsoportba tartozó növényekben a betakarítás után 14 nappal etilén termelődését figyelték meg a gyümölcsben: a héj sárgává vált, a gyümölcshús pedig jelentős mértékben megpuhult. A génmódosított növényekben azonban az etiléntermelés a kontroll növényekben tapasztalt mennyiség egytizedére csökkent, a héj színe szép zöld maradt, a gyümölcs pedig egészségesen kemény.
Ez azt jelzi, hogy a CmACO1 mutáció génmódosítással történő létrehozása javította a dinnyék eltarthatóságát. E tanulmány eredményei azt mutatják, hogy a génmódosítás hozzájárulhat az élelmiszer-veszteség csökkentéséhez és az élelmezésbiztonság javításához.
(Fotó: Hans/Pixabay)
